一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石，如果鹅卵石的密度是2.5×103kg/m3，则：（1）该同学在水中最多能搬起质量是多少的鹅卵石（石头不露出水面）？（2）这时石头受到的浮力是

Question

一同学在岸上最多只能搬得起质量是30kg的鹅卵石，如果鹅卵石的密度是2.5×10³kg/m³，则：
（1）该同学在水中最多能搬起质量是多少的鹅卵石（石头不露出水面）？
（2）这时石头受到的浮力是多大？（ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）

Answer 1

（1）该同学能施加的最大力：
F_大=G_石=m_石g=30kg×10N/kg=300N；
该同学在水中搬鹅卵石时，在水中最多能搬得起鹅卵石的最大重力：
G_大=F_浮+F_大，
设该鹅卵石的体积为V，则ρ_石Vg=ρ_水Vg+F_大，
即：2.5×10³kg/m³×V×10N/kg=1×10³kg/m³×V×10N/kg+300N，
解得：
V=2×10^-2m³，
在水中最多能搬得起鹅卵石的最大质量：
m=ρ_石V=2.5×10³kg/m³×2×10^-2m³=50kg；
（2）这时石头受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×2×10^-2m³×10N/kg=200N．
答：（1）该同学在水中最多能搬起质量是50kg的鹅卵石；
（2）这时石头受到的浮力是200N．