Question

某同學(xué)用圓柱形容器制作了一個測量物體質(zhì)量的裝置．它的底部較重，可以豎直漂浮在水面，總質(zhì)量為0.21kg，底面積為3×10^﹣3m²，不放物體時，在與水面所對應(yīng)位置處標為質(zhì)量的“0”刻度線，如圖．請解答下列問題（g取10N/kg）

（1）不放物體時．該裝置所受的浮力是多大？

（2）如圖所示，在該裝裝置中放入一個體積為1.5×10^﹣5m³的物塊A，它的底部在水面下的深度h=0.11m．此時，該裝置受到的浮力是多大？與水面所對應(yīng)位置處的刻度線應(yīng)標為多少克？

（3）物塊A的密度是多少？

Answer 1

 解：（1）該裝置的重力：

G₀=mg=0.21kg×10N/kg=2.1N，

∵裝置漂浮，

∴F_浮=G₀=2.1N；

（2）放入A后，該裝置排開水的體積：

V=Sh=3×10^﹣3m²×0.11m=3.3×10^﹣4m³，

所受浮力：

F_浮′=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×1ON/kg×3.3×10^﹣4m³=3.3N，

∵該裝置仍漂浮，

∴G_總=F_浮′=3.3N

物塊A的重力：

G_A=G_總﹣G₀=3.3N﹣2.1N=1.2N，

物塊A的質(zhì)量：

m_A===0.12kg=120g，

∴與水面所對應(yīng)位置處的刻度線應(yīng)標為120g；

（3）物塊A的密度：

ρ_A===8×10³kg/m³．

答：（1）不放物體時．該裝置所受的浮力是2.1N；

（2）此時該裝置受到的浮力是3.3N，與水面所對應(yīng)位置處的刻度線應(yīng)標為120g；

（3）物塊A的密度是8×10³kg/m³．