Question

小張同學在學校的綜合實踐活動中，用圓柱形容器制作了一個可以測量物體質量的裝置，它的底部較重，可以豎直漂浮在水中，總質量為0.2千克、底面積為4×10-3米2。 不放物體時，在與水面所對應位置處標為質量“0”刻度線，

如圖甲所示，請解答下列問題：

⑴不放物體時，該裝置所受的浮力是多大？

⑵在該裝置中放入質量為0.8千克的物塊，如圖乙所示，則水面與容器下底面的距離h是多少？

⑶如果用該裝置測量不同物體的質量，能在容器壁的刻度上直接讀出，它的刻度是否均勻？為什么？

 

Answer 1

（1）2N (2)0.25m （3）它的刻度是均勻的

【解析】

試題分析： ⑴裝置漂浮在水中，不放物體時，該裝置所受的浮力F=G=m0g=0.2kg×10N/kg=2N

⑵在該裝置中放入質量為0.8kg的物塊時F浮=G總=(m0＋m)g=(0.2kg＋0.8kg)×10N/kg =10N

由F浮=ρgV排=ρgSh，可得

⑶它的刻度是均勻的。

因為F浮=ρgV排=ρgSh=ρgS（h0＋⊿h）=ρgSh0＋ρgS⊿h= m0g＋ρgS⊿h，

又因為F浮=G總=(m0＋m)g

所以m0g+mg= m0g＋ρgS⊿h ，即m= ρS⊿h即m與⊿h成正比，所以它的刻度是均勻的。

考點： 浮力