Question

在浮力的教學中，老師組織學生開展了用橡皮泥進行“造船”的比賽活動．要求每個學生用一塊質量為60g、密度為1.5×10³kg/m³的橡皮泥造一艘小船，然后把螺母、沙粒等當做“貨物”裝進去，看誰的小船裝載的貨物最多，如圖所示，最后是小明同學造的小船以裝載了100g的“貨物”獲勝．若g=10N/kg．
（1）這塊橡皮泥直接放入水中所受到的浮力；
（2）小明“造”的小船裝載100g貨物時所受到的浮力．

Answer 1

分析：（1）知道橡皮泥的質量和橡皮泥的密度，利用密度公式求橡皮泥的體積，橡皮泥直接放入水中會下沉，排開水的體積等于橡皮泥的體積，利用阿基米德原理求橡皮泥受到的浮力；
（2）小船裝載100g貨物時，船漂浮，根據漂浮條件求船受到的浮力．

解答：解：（1）∵ρ=

m

V

，
∴橡皮泥的體積：
v=

m

ρ

=

60×10-3kg

1.5×103kg/m3

=4×10^-5m³，
∵橡皮泥在水中下沉，
∴排開水的體積：v_排=v=4×10^-5m³，
橡皮泥受到的浮力：
F_浮=ρgv_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-5m³=0.4N；
（2）G_總=G_物+G_船=m_物g+m_船g=0.1kg×10N/kg+0.06 kg×10N/kg=1.6N，
∵小船漂浮
∴F_浮=G_總=1.6N；
答：（1）這塊橡皮泥直接放入水中所受到的浮力為0.4N；
（2）小明“造”的小船裝載100g貨物時受到的浮力為1.6N．

點評：本題考查了學生對密度公式、重力公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運用，涉及到利用“空心”的方法增大浮力．