初中物理浮力急急急高手快来

Question

有一空心球体，空心部分的体积为整个体积的一半，置于水面上静止时，总体积的5分之2露出水面，若将此球的空心部分用水填满，那么此球将------（填 下沉到底，悬浮水中或仍漂浮），构成球体的物质的密度为---

Answer 1

答案：下沉到底，1200kg/m3
解析：
空心时，漂浮，且V排＝0.6V球 （因为露出的是0.4v球）
根据阿基米德原理：
F浮＝ρ水gv排＝ρ物g×0.5v球 （因为空心体积是整个体积一半）
将v排＝0.6v球代入：
得：ρ水g×0.6v球＝ρ物g×0.5v球
所以：ρ物＝1.2ρ水＝1200kg/m3

如果将空心部分充满水，因为球的密度大于水，大于水的物质，跟水混合后，密度将大于水，因此，会下沉到底。

Answer 2

解：设球体的体积为V，则
漂浮时排开水的体积为：
V排=（1-2/5)V=3V/5
此时，物体受到的浮力等于其重力，故：
ρ水g3V/5=ρ球gV/2
故球体中的物质密度为：
ρ物=6ρ水/5=1.2×10^3(kg/m^3)
如果将空心部分注满水，则其平均密度
ρ>ρ水 故浸没在水中时，其浮力大于球和其中的水的总重力：
F浮<G总 可见此物体将下沉，最终沉入底部。
可见其答案为
下沉到底 1.2×10^3kg/m^3

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Answer 3

根据阿基米德原理，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力，由此列平衡方程
设构成球体物质密度为ρ，球体体积（包括空心部分）为V，则有
F浮力=ρ水×0.6V×g
G=ρ×0.5V×g
因为 F浮力=G
所以 ρ=1.2ρ水=1.2g/cm3

又当充满液体后 G=ρ×0.5V×g+ρ水×0.5V×g=1.1ρ水×V×g
当球体完全浸入水中时 F浮力max=ρ水×V×g
因为 G＞F浮力max
所以 此球将下沉到底

Answer 4

下沉到底 1200千克每立方米追问

呃，还是谢谢你啦

追答

不客气，二楼回答很详细啊！呵呵~