试题难度:难度:中档 试题类型:问答题 试题内容:小杰同学发现了一个金属块,他想知道它的重力和密度.他手中只有一只量程较小的弹簧秤,当他用此弹簧秤测量此金属块的重力时.发现已超过弹簧秤的最大量程,于是他设计了如图所示的装置去测量.图中OA:OB=1:3,用细绳把金属块悬挂于A点,用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力,当OB杠杆水平静止时,弹簧秤读数为1.8牛.当向容器中加水,金属块浸没于水中后,弹簧秤读数为1.2N,g取10N/kg.
求(1)金属块的重力为多少?
(2)金属块浸没于水中后所受到的浮力为多大?
(3)金属块的密度是多少?

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试题答案:(1)杠杆在弹簧秤的拉力及重物对A的拉力作用下而处于平衡状态,则由力矩平衡可得:F1•0B=FG•OA则FG=OBOAF1=3×1.8N=5.4N;因金属块受重力和拉力而处于平衡状态,故此金属块的重力G=FG=5.4N;(2)浸没水中后由力矩平衡可知:F2•OB=F′OAF′=OBOAF2=3×1.2N=3.6N;金属块此时受重力G、浮力F浮及拉力F′而处于平衡状态,故有:G=F浮+F′则浮力F浮=G-F′=5.4N-3.6N=1.8N;(3)由F浮=ρgV得:V=F浮ρg=1.8N1.0×103kg/m3×10N/kg=1.8×10-4m3;金属块质量m=Gg=5.4N10N/kg=0.54kg;则金属块的密度ρ=mV=0.54kg1.8×10-4m3=3×103kg/m3=3g/cm3;答:(1)金属块的重力为5.4N;(2)金属块所受浮力为1.8N;(3)金属块的密度为3g/cm3.