Question

某同學(xué)學(xué)習(xí)了浮力的有關(guān)知識(shí)后，制作了一臺(tái)浮力秤，可方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造如圖甲所示．已知小筒底面積為0.001m²，小筒和秤盤總重為0.6N．
（1）如圖甲，當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，小筒受到的浮力是多少？
（2）如圖甲，當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，應(yīng)在小筒A處標(biāo)出該浮力秤的

0

刻度．
（3）如圖乙，在秤盤上放一物體后，小筒浸入水中的深度h為0.1m，則此時(shí)小筒底受到水的壓強(qiáng)是多大？小筒受到的浮力是多少？該物體的質(zhì)量為多少？（g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)漂浮，根據(jù)物體的漂浮條件求小筒受到的浮力；
（2）當(dāng)不放任何物體時(shí)小筒與水面接觸的地方即為0刻線；
（3）①當(dāng)放上物體后，知道小筒浸入水中的深度，利用液體壓強(qiáng)公式求小筒底受到水的壓強(qiáng)；又知道小筒底面積，②求出排開(kāi)水的體積，利用阿基米德原理求此時(shí)小筒受到的浮力；
③求出了此時(shí)小筒受到的浮力，根據(jù)物體的漂浮條件求小筒和物體總重，得出物體重，再根據(jù)重力公式求物體的質(zhì)量．

解答：解：（1）∵當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，小筒漂浮，小筒和秤盤總重G₀=0.6N，
∴F_浮=G₀=0.6N，
（2）當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，即物體的質(zhì)量為0，應(yīng)在小筒A處標(biāo)出該浮力秤的0刻度線；
（3）①小筒底受到水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1.0×10³Pa，
②此時(shí)小筒受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m²×0.1m=1N，
③物體、小筒和秤盤總重：
G_總=F_浮=1N，
物體重：
G=G_總-G₀=1N-0.6N=0.4N，
物體的質(zhì)量：
m=

G

g

=

0.4N

10N/kg

=0.04kg．
答：（1）如圖甲，當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，小筒受到的浮力是0.6N；（2）0；
（3）如圖乙，在秤盤上放一物體后，小筒浸入水中的深度h為0.1m，則此時(shí)小筒底受到水的壓強(qiáng)是1.0×10³Pa；小筒受到的浮力是1N；該物體的質(zhì)量為0.04kg．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)重力公式、液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運(yùn)用，知道物體漂浮時(shí)受到浮力等于自身的重力，這是解決本題的關(guān)鍵．