Question

4．一只重為50N的西瓜，放在水桶中漂�。ㄈ鐖D1所示）；輕輕地將一瓶重為2N的水瓶放在西瓜表面，水瓶剛好豎直且沒有浸在水中，而西瓜剛好浸沒在水中（如圖2所示）．若g取10N/kg，水的密度為1.0×10³kg/m³．求：
（1）畫出圖2中西瓜的受力示意圖．
（2）圖2中西瓜受到的浮力是多少牛？
（3）西瓜的體積是多少立方米？

Answer 1

分析 （1）西瓜在水中受重力與浮力的作用，重力的方向豎直向下，浮力的方向豎直向上；
（2）圖2中西瓜懸浮在水中，根據(jù)二力平衡條件求得浮力；
（3）根據(jù)F_浮=ρgV_排公式變形可求得西瓜排開水的體積，因?yàn)榻�沒，所以V_西瓜=V_排．

解答 解：（1）西瓜在水中受重力與浮力的作用，由于將一瓶重為2N的水瓶放在西瓜表面，水瓶剛好豎直且沒有浸在水中，因此浮力等于小瓶對(duì)西瓜的壓力和西瓜的重力之和，如圖所示：
（2）西瓜靜止，由二力平衡條件得：F_浮=F_壓+G_西瓜=2N+50N=52N；
（3）F_浮=ρgV_排可得，排開水的體積V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{52N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5.2×10^-3m³，
因?yàn)榻�沒，所以V_西瓜=V_排=5.2×10^-3m³．
故答案為：
（1）

（2）圖2中西瓜受到的浮力是52N；
（3）西瓜的體積是5.2×10^-3m³．

點(diǎn)評(píng) 此題考查力的示意圖、二力平衡條件的應(yīng)用、浮力公式及其變形的應(yīng)用，難度不大，是一道綜合性較強(qiáng)的題目．