测量一形状不规则的塑料泡沫浸没在水中所受浮力大小时，小明利用一轻质滑轮，一轻质杠杆，一个5g的钩码，一个盛有适量水的水槽和细线，并设计了图示实验方案．g=10N/kg．（1）图乙中

Question

测量一形状不规则的塑料泡沫浸没在水中所受浮力大小时，小明利用一轻质滑轮，一轻质杠杆，一个5g的钩码，一个盛有适量水的水槽和细线，并设计了图示实验方案．g=10N/kg．

（1）图乙中滑轮的作用是：___；
（2）甲图中杠杆平衡时l₁﹕l₂=1﹕2，则塑料泡沫重为___N；
（3）图乙中杠杆平衡时l₃=3l₁，则泡沫所受浮力F_浮=___N；
（4）若使泡沫漂浮在水面，则泡沫露出水面的体积为___cm³．

Answer 1

（1）使用定滑轮就是为了改变力的方向，因此图乙中滑轮的作用是改变力的方向；
（2）一个钩码的重力：G=mg=0.005kg×10N/kg=0.05N，
由杠杆平衡条件可得：G_泡沫l₁=Gl₂
G_泡沫=(Gl2)/(l1)=(0.05N×2)/(1)=0.1N；
（3）由杠杆平衡条件可知：Fl₁=Gl₃
F=(Gl3)/(l1)=(0.05N×3)/(1)=0.15N，
则泡沫塑料受到的浮力：F_浮=F+G_泡沫=0.15N+0.1N=0.25N；
（3）由F_浮=ρ_水gV_排可知，泡沫的体积：V=V_排=(F浮)/(ρ水g)=(0.25N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.25×10^-4m³=25cm³；
当泡沫漂浮在水面上时，泡沫受到的浮力：F_浮′=G_泡沫=0.1N，
由F_浮=ρ_水gV_排可知，泡沫浸没的体积：V_浸没=(F浮′)/(ρ水g)=(0.1N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=0.1×10^-4m³=10cm³；
则泡沫露出水面的体积为：V_露=25cm³-10cm³=15cm³．
故答案为：（1）改变力的方向；（2）0.1；（3）0.25；（4）15．