解题思路:金属球浸没在水中时,受到三个力的作用:竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F和浮力F浮,所以根据金属球重G和弹簧测力计示数F得到金属球所受浮力F浮;因为金属球完全浸没,所以其体积V等于排开水的体积V排,而V排根据阿基米德原理得出,这样已知金属球的重力和体积,利用密度公式求金属球的密度.
证明:对浸没于水中的金属受力分析:受到三个力的作用:竖直向下的重力G、竖直向上的拉力F和浮力F浮,
∵金属浸没于水中后处于静止状态,则所受合力为零;
∴金属球受到的浮力为F浮=G-F,
∵F浮=ρ水V排g,
∴金属球排开水的体积为V排=
F浮
ρ水g=
G−F
ρ水g,
又∵金属球浸没在水中,
∴V=V排=
G−F
ρ水g,
∵G=mg=ρVg,
∴金属球的密度:
ρ球=[G/Vg]=[G
G−F
ρ水gg=
Gρ水/G−F].
点评:
本题考点: 阿基米德原理;密度的计算.
考点点评: 利用弹簧测力计,借助水和细线,可以得到金属球的密度.此题给我们提供了一种测量固体密度的简单方法--关键是保证物体浸没在水中.