【分析】
要解决这道题,我们可以分两步思考:
1. 计算小球浸没在水中时的浮力:此时小球排开水的体积等于自身的体积,直接利用阿基米德原理公式$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}}$即可计算出浮力大小。
2. 确定松手后小球静止时的浮力:先比较浸没时的浮力与小球重力的大小关系,判断小球的浮沉状态。若浮力大于重力,小球会上浮,最终静止时处于漂浮状态,漂浮时物体所受浮力等于自身重力,据此就能得出静止时的浮力。
【解析】
1. 计算小球浸没于水中时的浮力:
根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}} = \rho_{\mathrm{水}} g V_{\mathrm{排}}$,小球浸没时$V_{\mathrm{排}} = V_{\mathrm{物}} = 6 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3$,代入数据得:
$F_{\mathrm{浮}} = 1.0 × 10^3 \, \mathrm{kg/m}^3 × 10 \, \mathrm{N/kg} × 6 × 10^{-4} \, \mathrm{m}^3 = 6 \, \mathrm{N}$。
2. 判断松手后小球的状态并计算静止时的浮力:
已知小球重力$G = 5 \, \mathrm{N}$,因为$F_{\mathrm{浮}} > G$,所以松手后小球会上浮,最终静止时处于漂浮状态,根据物体漂浮的条件,此时浮力等于重力,即$F_{\mathrm{浮}}' = G = 5 \, \mathrm{N}$。
【答案】
6;5
【知识点】
阿基米德原理、物体浮沉条件
【点评】
本题考查阿基米德原理的应用及物体浮沉条件的判断,需注意区分物体浸没和漂浮状态下浮力的计算方法,先通过阿基米德原理计算浸没时的浮力,再根据浮力与重力的大小关系确定静止时的状态及浮力大小。
【难度系数】
0.7