Question

10．為安全起見，媽媽為小明買了一塊浮板輔助練習(xí)游泳．媽媽認(rèn)為浮板能漂在水面上是因為它輕，小明認(rèn)為媽媽的說法不對，科學(xué)的說法是因為浮板的密度比水的密度�。疄轵炞C自己的說法，小明設(shè)計了如下實驗：
（1）找一根輕質(zhì)均勻木棍、細(xì)繩（質(zhì)量忽略不計）和一塊標(biāo)有“凈重115g”字樣的新肥皂，用如圖所示的方法進(jìn)行測量．測量時，使木棍在水平位置平衡，記下A、B的位置，用刻度尺測出OA=10cm，OB=40cm，則浮板的質(zhì)量為0.46kg．
（2）把浮板壓入裝滿水的桶中剛好浸沒，用塑料袋（質(zhì)量忽略不計）收集溢出的水，用（1）所述方法測得溢出水的質(zhì)量為4.6kg，則浮板的體積為4.6×10^-3m³，密度為0.1×10³ kg/m³；用刻度尺測肥皂的長、寬、厚，算出肥皂的密度為1.33×l0³kg/m³．浮板在水中漂浮而肥皂在水中下沉，說明小明的說法是正確的．小明用此浮板游泳時浮板受到的最大浮力為46N．
（3）根據(jù)這個實驗結(jié)果，媽媽說原來用密度比水小的材料制成的物體才能漂浮在水上，這種說法不正確（選填“正確”或“不正確”）．請舉例說明用鋼鐵制成的船能漂浮在水面上．

Answer 1

分析 （1）調(diào)節(jié)杠桿在水平位置平衡，這樣力臂沿著桿的方向；
根據(jù)杠桿的平衡條件計算浮板的質(zhì)量；
（2）根據(jù)V=V水=$\frac{m}{ρ}$計算出木板的體積；
由公式ρ=$\frac{m}{V}$計算出浮板的密度；
根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排計算浮板受到的最大浮力；
（3）利用空心可以增大物體所受的浮力，使密度大于液體密度的物體漂浮在液體中．

解答 解：（1）測量過程中，使木棍在水平位置平衡，此時OA、OB的長度等于A、B兩處力的力臂；
根據(jù)杠桿的平衡條件：m_板g×OA=m_皂g×OB
代入數(shù)據(jù)：m_板×10N/kg×10cm=115×10^-3kg×10N/kg×40cm
解得m_板=0.46kg；
（2）由題意知，浮板的體積V=V_排=$\frac{{m}_{排}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{4.6kg}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=4.6×10^-3m³；
浮板的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.46kg}{4.6×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.1×10³kg/m³；
浮板完全浸沒時受到的浮力F_浮=ρ_水gV_板=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4.6×10^-3m³=46N；
（3）鋼鐵的密度遠(yuǎn)大于水的密度，但用鋼鐵制成的船舶可以漂浮在水中，所以媽媽的說法是錯誤的．
故答案為：（1）水平；0.46；（2）4.6×10^-3；0.1×10³；46；（3）不正確；用鋼鐵制成的船能漂浮在水面上．

點(diǎn)評 本題是有關(guān)力學(xué)的綜合題目，考查了杠桿的平衡條件、浮力公式及密度公式的應(yīng)用及相關(guān)計算，難度不大，關(guān)鍵要熟練掌握有關(guān)知識．