Question

小宁为了研究浸在液体中的物体所受浮力的规律，设计了如图所示的实验，他将弹簧测力计一端固定，另一端挂一合金块A，开始他将合金块A浸没在装有水的容器中，容器侧面的底部有一由阀门B控制的出水口，实验时，打开阀门B缓慢放水，放到弹簧测力计的读数不再变化时，立即关闭阀门B，在此过程中金属块始终不与容器底部接触，读出弹簧测力计示数的最小值和最大值分别为22N和32N，g取10N/kg．求：
（1）在原图上作出关闭阀门B后水面的大致位置．
（2）合金块A受到的重力．
（3）合金块A受到的最大浮力．
（4）合金块A的密度．

Answer

（1）弹簧测力计的读数不再变化时，也就是合金块A不在水中，水面低于合金块A的底部，弹簧测力计的读数不再受浮力影响．（2）弹簧测力计的读数不再变化时，弹簧测力计的读数为合金块A的重力．
（3）合金块A受浮力最大时即弹簧测力计的读数最小时，因为弹簧测力计的读数等于合金块A的重力减去合金块A的浮力．
（4）根据浮力公式计算合金块A的体积，根据重力公式计算合金块A质量，根据密度公式计算合金块A的密度．
【解析】
（1）如图

（2）弹簧测力计的读数不再变化时，弹簧测力计的读数为合金块A的重力．合金块A受到的重力等于弹簧秤的拉力，即：32N；
（3）合金块A受到的最大浮力：
F浮=G-F拉=32N-22N=10N；
答：合金块A受到的最大浮力是10N．
（4）合金的体积：V==10-3m3
合金的质量：m==3.2kg
合金的密度：ρ==3.2×103kg/m3
答：合金块A的密度为3.2×103kg/m3