Question

如圖（甲），小明同學用圓柱形容器制作了一個底部較重，可以豎直漂浮在水面的裝置．它的總質(zhì)量為0.21kg、底面積為3×10^-3m²．請解答下列問題：（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）不放物體時，該裝置所受的浮力是多大？
（2）如圖（乙），在該裝置中放入物塊A，該裝置的底部在水面下的深度h為0.11m，此時，該裝置受到的浮力是多大？
（3）你認為以上兩種計算浮力大小的方法中，哪一種更具有普遍性？為什么？

Answer 1

分析：（1）知道裝置的質(zhì)量，利用重力公式求該裝置的重力，再根據(jù)物體的漂浮條件求受到的浮力；
（2）放入A后，求出該裝置排開水的體積，利用阿基米德原理求此時所受浮力；
（3）第一種計算浮力大小的方法只適用于漂浮狀態(tài)，而第二種無論物體是否處于平衡狀態(tài)，是否完全浸沒在液體中，都可以應用阿基米德原理．

解答：解：（1）該裝置的重力為G=mg=0.21kg×10N/kg=2.1N，由二力平衡條件可知：F_浮1=G=2.1N，
（2）該裝置排開水的體積為V_排=Sh=3×10^-3m²×0.11m=3.3×10^-4m³，
根據(jù)阿基米德原理 F_浮=G_排                               
該裝置受到的浮力：
F_浮2=ρ_水g V_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×3.3×10^-4m³=3.3N，
（3）第2種，即應用阿基米德原理來計算浮力的大小．
因為無論物體是否處于平衡狀態(tài)，是否完全浸沒在液體中，都可以應用阿基米德原理來求浮力的大�。�
答：（1）不放物體時，該裝置所受的浮力是2.1N；
（2）該裝置受到的浮力是3.3N；
（3）第2種更具有普遍性，因為無論物體是否處于平衡狀態(tài)，是否完全浸沒在液體中，都可以應用阿基米德原理來求浮力的大�。�

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，知識點多、綜合性強，屬于難題．