一根轻质小弹簧原长10厘米,两端分别连接在容器底部和物体A上,将水逐渐注入容器,当物体的一半浸入水中时,弹簧长12厘米,如图(a)所示.把水倒出,改用密度为 0.8×103千克/米3的油注入容器,当物体A全部浸入油中时,弹簧长15厘米,如图(b)所示.前后两种情况下物体受到的浮力之比为________;物体A的密度为________千克/米3.
5:8 300
知道水的密度和油的密度,知道两种情况排开液体的体积关系,利用阿基米德原理求受到的浮力关系;
在a图,GA+F拉a=F水=ρ水Vg;在b图,GA+F拉b=F油=ρ油Vg,分别求出拉力的表达式,根据弹簧性质可得两种情况拉力大小关系,据此求出mA与V的比值即A的密度.
解答:∵F浮=ρ液V排g,
∴前后两种情况下物体受到的浮力之比:
F水:F油=ρ水V排水g:ρ油V排油g=ρ水Vg:ρ油Vg=1×103kg/m3×Vg:0.8×103kg/m3×Vg=5:8;
在a图,对于A来说:
GA+F拉a=F水=ρ水Vg,
∴F拉a=ρ水Vg-GA
在b图,对于A来说:
GA+F拉b=F油=ρ油Vg,
F拉b=ρ油Vg-GA,
由题知,根据弹簧性质知道F拉a:F拉b=△La:△Lb=2:5,
(ρ水Vg-GA):(ρ油Vg-GA)=2:5,
即:(ρ水Vg-mAg):(ρ油Vg-mAg)=2:5,
解得:
ρA==300kg/m3.
故答案为:5:8;300.
点评:本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理、弹簧的性质(在弹性限度内,弹簧的伸长与拉力成正比)的了解与掌握,分析时要求灵活运用公式,知识点多、综合性强,属于难题!
物理解题技巧分享:串联电路:串联电流路一条,电流大小处处等。总阻总压各部和,正比关系归电阻。