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10cm²，高度為20cm，秤盤中不放物體時(shí)，小筒浸入水中的深度為8cm，問(wèn)：
（1）如圖甲，當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，小筒和秤盤的總重力是

0.8

牛；
（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）該秤能稱出物體的最大質(zhì)量是

0.12

kg？（g=10N/kg）

Answer 1

分析：先求出v_排，根據(jù)阿基米德原理和漂浮條件可求小筒和秤盤的總重力、能稱出物體的最大質(zhì)量．

解答：解：（1）當(dāng)秤盤中不放物體，即水面平齊浮力秤的零刻線A時(shí)：
v_排=sh_A=10cm²×8cm=80cm³=80×10^-6m³，
∵F_浮=ρ_水v_排g=1×10³kg/m³×80×10^-6m³×10N/kg=0.8N，
又∵浮力秤漂浮
∴G=F_浮=0.8N；
（2）當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，說(shuō)明此時(shí)稱量為0，因此水面A處應(yīng)為零刻度；
（3）這臺(tái)浮力秤最大v_排′，則
v_排′=sh=10cm²×（20cm-8cm）=120cm³=120×10^-6m³，
增加的最大浮力為：
F_浮′=ρ_水v_排′g=1×10³kg/m³×120×10^-6m³×10N/kg=1.2N
又∵浮力秤漂浮
∴G′=F_浮′=1.2N，
∴該秤能稱出物體的最大質(zhì)量為m′=

G′

g

=

1.2N

10N/kg

=0.12kg．
故答案為：0.8；0；0.12．

點(diǎn)評(píng)：本題考查阿基米德原理和漂浮條件的應(yīng)用，本題情景就是學(xué)生熟知的課本中的演示實(shí)驗(yàn)，由此展開探究活動(dòng)，主要考查學(xué)生提出猜想的能力、設(shè)計(jì)和實(shí)施物理實(shí)驗(yàn)的能力以及科學(xué)探究的基本過(guò)程和方法．