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【实心小球放入盛满煤油的大烧杯中,静止时有72g的煤油溢出,若放入盛满水的大烧杯中,静止时有81g的水溢出,则小球在煤油中静止时所受的浮力为___N,小球在水中静止时处于___状态.(选】
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问题描述:

实心小球放入盛满煤油的大烧杯中,静止时有72g的煤油溢出,若放入盛满水的大烧杯中,静止时有81g的水溢出,则小球在煤油中静止时所受的浮力为___N,小球在水中静止时处于___状态.(选填“漂浮”、“悬浮”或“沉底”).(ρ煤油=0.8g/cm3,ρ水=1.0g/cm3,g取10N/kg)

刘金汉回答:
  (1)因两烧杯中分别盛满了煤油和水,小球放入后有液体溢出,   由阿基米德原理可得,小球受到的浮力:F浮=G排=m排g=m溢g,   所以,小球在煤油中和水中受到的浮力分别为:   F浮煤=m溢煤g=72×10-3kg×10N/kg=0.72N,F浮水=m溢水g=81×10-3kg×10N/kg=0.81N,   (2)由前面的计算可得,浮力之比F浮煤:F浮水=0.72N:0.81N=8:9;   ①若小球在煤油中和水中都漂浮时,   因漂浮时物体受到的浮力和自身的重力相等,且小球的质量不变、重力不变,   所以,小球受到煤油和水的浮力相等,即F浮煤:F浮水=1:1,与题意不符;   ②若小球在煤油中和水中都浸没时,   则物体排开液体的体积和自身的体积相等,由F浮=ρgV排可知,它们受到的浮力之比:   F浮煤:F浮水=ρ煤:ρ水=0.8×103kg/m3:1.0×103kg/m3=4:5≠8:9,与题意不符;   ③排除了小球在两液体中都漂浮和都浸没的情况,那只能是小球在一种液体中漂浮、在另一液体中浸没,   因水的密度大于煤油的密度,   所以,由物体的浮沉条件可知,只能是小球在水中漂浮,在煤油中浸没.   故答案为:0.72;漂浮.
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