在研究物体沉浮条件时,将一个空心金属球放入一个足够大盛满水的容器中,当球静止时,露出水面的体积是它体积的1/3,将球的空

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  • 解题思路:由小球几次注水时在水中的状态不同,分别由浮沉条件可以得出公式,联立可解得压力和小球的密度.

    当球漂浮时,露出水面的体积是它体积的[1/3],有

    F=G

    即ρg[2/3]V=ρgV…①

    将球的空心部分注入5×10-5m3的水时,球恰好悬浮在水中,有

    F′=G′

    即ρgV=ρgVg×5×10-5m3…②

    由题可知,5×10-5m3=[2/5]V=[2/5](V-V)…③

    解①②③式,得

    V=1.5×10-4m3
    V=2.5×10-5m3
    ρ=4ρ=4×103kg/m3
    当将球的空心部分注满水沉入容器底时,有

    F′+N=G
    即ρgV+N=ρgVg(V-V

    将上面求出的结果代入上式可得

    1×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3+N=4×103kg/m3×10N/Kg×2.5×10-5m3+1×103kg/m3×10N/kg×(1.5×10-4m3-2.5×10-5m3

    解得,支持力N=0.75N

    答:小球受支持力为0.75N,球的密度为4×103kg/m3

    点评:

    本题考点: 物体的浮沉条件及其应用;密度的计算;力的合成与应用;浮力大小的计算.

    考点点评: 本题告诉了三种受浮力的情况,故可通过方程组的形式求解.

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