Question

小明的父親為了解決全家人夏季淋浴問題，他利用一個圓柱形金屬桶、一個拉力傳感器、一個圓柱體物體和細線制作了一個太陽能淋浴器。初步設計如圖所示。其中圓柱體物體通過細線與拉力傳感器相連。當圓柱體下端剛好離開水面時，拉力傳感器讀數(shù)（即細繩拉力）為F₁＝10N，拉力傳感器中的開關閉合，通過水泵從進水口向桶內注水。當圓柱體上端剛好沒入水中時，拉力傳感器讀數(shù)（即細繩拉力）為F₂＝6.3N，拉力傳感器中的開關斷開停止注水。已知水的密度，g＝10N／kg。則
（1）所用圓柱體的質量為多少?
（2）當圓柱體上端剛好沒人水中時，圓柱體所受的浮力為多少?
（3）所用圓柱體的密度為多少?

Answer 1

解：
（1）當圓柱體下端剛好離開水面時，圓柱體的重力等于細繩拉力，即：G＝F₁＝10N，所以圓柱體的質量m＝G/g＝10N/10N/kg＝1kg；
（2）當圓柱體上端恰沒入水中時，圓柱體所受浮力為F_浮＝G－F₂＝10N－6.3N＝3.7 N；
（3）因為F_浮＝
所以
。