Question

初二物理和浮力有关的选择题

一个空心球，空心部分体积为整个体积的一半，它漂浮在水面上，有一半体积露出水面，若将空心部分注满水，放入水中再静止时将（水足够深）
A、漂浮 B、悬浮 C、沉底 D、无法确定

我知道答案是悬浮啦，就是不太了解，所以请帮我解释一下，谢了……

Answer 1

水的密度为ρ，球体积为V

没注水的时候，球受的浮力为 F=ρgV/2,漂浮时浮力等于重力 G=F=ρgV/2

注水以后，球的重力变为之前的重力+注入的水的重力 G1=ρgV/2+ρgV/2=ρgV

恰好等于球完全没入水中时受的浮力，所以是悬浮。。

Answer 2

依题意，
球的重力 ＝ 空心球最大浮力（全部浸入水中受到的浮力）的一半
＝ 空心球一半体积的水的重力
因此，注满水后，球的重力增加一倍
与此同时，浮力也增加一倍，浮力仍然等于重力，而浮力已达到最大浮力
因此悬浮

Answer 3

解

解法1：水的密度为ρ水 球的体积为V 球的实心部分密度为ρ
漂浮 F浮1=G1 ρ水gV/2=ρgV/2 ρ水 = ρ
空心注满水后G总=ρgV/2+ρ水gV/2=ρ水gV 如果浸没水中F浮2=ρ水gV
此时F浮2=G总 所以悬浮。
解法2：水的密度为ρ水 球的体积为V 球的实心部分密度为ρ
漂浮 F浮1=G1 ρ水gV/2=ρgV/2 ρ水= ρ
空心注满水后ρ 空=ρ水 所以ρ球= ρ水 所以小球悬浮。

=