已知:G=12N,F′=9.6N,h=23cm,S=80cm2,g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3
求:(1)金属球的密度ρ;
(2)把金属球从水中取出后,水对玻璃杯底的压强p和压力F
解:(1)由称重法可得,金属球受到的浮力:
F浮=G-F′=12N-9.6N=2.4N,
∵F浮=ρ水gV排,且金属球完全浸没在水中,
∴V金属=V排=

=

=2.4×10-4m3=240cm3,
金属球的密度:
ρ=

=

=

=5×103kg/m3;
(2)把金属球从水中取出后,设水面下降的高度为△h,则
△h=

=

=3cm,
玻璃杯内水的深度:
h′=h-△h=23cm-3cm=20cm=0.2m,
水对玻璃杯底的压强:
p=ρ水gh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
水对玻璃杯底的压力:
F=pS=2000Pa×80×10-4m2=16N.
答:(1)金属球的密度为5×103kg/m3;
(2)把金属球从水中取出后,水对玻璃杯底的压强为2000Pa,压力为16N.
解析分析:(1)已知金属球的重力和金属球浸没水中时弹簧测力计的示数,利用称重法求出金属球受到的浮力,再根据阿基米德原理求出金属球排开水的体积即为金属球的体积,利用密度公式和重力公式求出金属球的密度;
(2)金属球的体积除以容器的内地面积即为玻璃杯内液面下降的高度,进一步求出液体的深度,利用p=ρgh求出水对玻璃杯底的压强,再根据F=pS求出压力.
点评:本题考查了称重法求出浮力、阿基米德原理、密度公式、液体压强公式、固体压强公式的灵活应用,涉及到的知识点较多,综合性强;要注意物体完全浸没时排开液体的体积和本身的体积相等.