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學完“浮力”知識后,小芳同學進行了相關的實踐活動.
(1)她選取一質量為750g、體積為1250cm3長方體木塊,讓它漂浮在水面上,如圖所示,求木塊受到的浮力.
(2)取來規(guī)格相同質量為50g的鉤碼若干,將鉤碼逐個放置在漂浮的木塊上.放多少個鉤碼時,木塊剛好浸沒在水中?
分析:(1)木塊漂浮,此時木塊受到的浮力等于木塊本身的重力,已知木塊質量,利用F=G=mg計算;
(2)已知水的密度和木塊的體積,根據阿基米德原理F=G可以計算出木塊完全浸沒在水中時受到的浮力,再根據平衡條件計算出需要的鉤碼的重力,最后計算個數.
解答:解:(1)m=750g=0.75kg,
因為木塊漂浮,根據浮沉條件可得:
F=G=mg=0.75kg×10N/kg=7.5N;
(2)V=1250cm3=1.25×10-3m3,
若木塊全部浸沒,則所受浮力為:
FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10-3m3=12.5N,
浮力增加了12.5N-7.5N=5N,這多出來的浮力由鉤碼的重力來平衡,故鉤碼的重力
G=5N,則m=
G
g
=
5N
10N/kg
=0.5kg=500g.
500g
50g
=10(個),所以需要10個鉤碼.
答:(1)木塊受到的浮力為7.5N.
(2)放10個鉤碼時,木塊剛好浸沒在水中.
點評:本題綜合考查了重力的計算、浮力的計算(阿基米德原理、漂浮條件)密度的計算,知識點多,尤其是(2)中的判斷木塊的平衡狀態(tài),木塊是由于鉤碼才完全浸沒在水中,但木塊本身也有一定重力,此時,F=G+G鉤碼,在計算過程中單位要統(tǒng)一.
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(2)取來規(guī)格相同由合金材料制成的螺母若干,每只螺母質量為50g,將螺母逐個放置在漂浮的木塊上.問:放多少只螺母時,木塊剛好浸沒在水中?
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