Question

3．有一只鐵桶，盛滿水時(shí)共重117.6N，將其浸沒(méi)在水中時(shí)，需用17.1N的力才能提住鐵桶，問(wèn)這只桶可以盛多少kg水？

Answer 1

分析 將其浸沒(méi)在水中時(shí)，鐵桶受重力、浮力、拉力，但水受到重力等于浮力；然后根據(jù)力的合成方法求出鐵的體積，然后求出鐵的重力，即可求出水的重力和質(zhì)量．

解答 解：將其浸沒(méi)在水中時(shí)，V_排=V_物，水受到的重力等于浮力，則只需要提升桶，則對(duì)于鐵桶受重力、浮力、拉力，而桶受到豎直向下的重力為G_鐵、豎直向上的浮力F_浮與豎直向上的拉力F作用，則拉力G=F+F_浮，
由F_浮=ρ_液gV_排，G=mg=ρ_物Vg得：ρ_物V_物g=F+ρ_液gV_物，
則V_物=$\frac{F}{{（ρ}_{鐵}-{ρ}_{水}）g}$=$\frac{7.1V}{（7.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}-1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}）×10N/kg}$≈2.5×10^-4m³．
由G=mg=ρ_物Vg得：
G_鐵=ρ_鐵V_鐵g=7.9×10³kg/m³×2.5×10^-4m³×10N/kg=19.75N，
則G_水=G-G_鐵=117.6N-19.75N=97.85N，
則m_水=$\frac{{G}_{水}}{g}$=$\frac{97.85N}{10N/kg}$=9.785kg．
答：這只桶可以盛9.785kg水．

點(diǎn)評(píng) 本題考查拉力的計(jì)算，對(duì)桶受力分析、得出拉力的表達(dá)式，據(jù)此求出鐵的體積是關(guān)鍵．