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这是一道关于浮力的物理问题。题目中,质量为540克的金属块悬挂在弹簧测力计下,完全浸没在水中时,弹簧测力计示数为3.4牛顿。我们需要分析金属块受到的各种力:重力向下,浮力向上,弹簧测力计的拉力也向上。根据力的平衡关系,可以求出浮力的大小。
现在我们开始计算。首先计算金属块的重力。已知质量为540克,等于0.54千克,重力加速度为10牛顿每千克,所以重力等于质量乘以重力加速度,得到5.4牛顿。接下来计算浮力。根据力的平衡,重力等于浮力加上弹簧测力计的拉力,所以浮力等于重力减去拉力,即5.4牛顿减去3.4牛顿,得到2.0牛顿。
接下来计算金属块的体积。根据阿基米德原理,浮力等于液体密度乘以排开液体的体积再乘以重力加速度。当金属块完全浸没时,排开水的体积等于金属块的体积。已知浮力为2.0牛顿,水的密度为1.0乘以10的3次方千克每立方米,重力加速度为10牛顿每千克。将这些数值代入公式,得到体积等于2.0除以10的4次方,结果为2.0乘以10的负4次方立方米。
最后计算金属块的密度。密度等于质量除以体积。已知金属块质量为0.54千克,体积为2.0乘以10的负4次方立方米。将这些数值代入密度公式,得到密度等于0.54除以2.0乘以10的负4次方,计算结果为2700千克每立方米,也就是2.7乘以10的3次方千克每立方米。这个密度值接近铝的密度,说明这块金属很可能是铝或铝合金。
现在我们来总结这道浮力问题的完整解答。第一问,金属块浸没时受到的浮力为2.0牛顿。第二问,金属块的体积为2.0乘以10的负4次方立方米,密度为2.7乘以10的3次方千克每立方米。解题的关键步骤包括:首先进行力平衡分析,重力等于浮力加拉力;然后运用阿基米德原理计算体积;最后用密度公式求出密度。这样我们就完整地解决了这道浮力问题。