Question

【题目】某同学学习了浮力的有关知识后，制作了一台“浮力秤”，可方便地称量物体的质量，其构造如图所示．已知小筒底面积为0.01m2 ， 小筒和秤盘总重为0.6N．
（1）如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力是多少？
（2）该浮力秤零刻度标在小筒上何位置处？
（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h为0.1m，则该物体的质量为多少？（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】
（1）解：小筒和秤盘总重G0=0.6N，当秤盘上不放物体时，小筒漂浮，

则小筒受到的浮力：F浮=G0=0.6N

（2）解：当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力F浮=0.6N，

即ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×V排=0.6N，

解得V排=6×10﹣5m3，

由V排=Sh得小筒底所处的深度：h= = =6×10﹣3m=6mm，

所以浮力秤零刻度标在小筒上距离筒底6mm的位置

（3）解：①此时小筒受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.1m=10N，

②因为漂浮，所以物体、小筒和秤盘总重：G总=F浮=10N，

则物体的重：G=G总﹣G0=10N﹣0.6N=9.4N，

物体的质量：

m= = =0.94kg

【解析】（1）当秤盘上不放物体时漂浮，根据物体的漂浮条件求小筒受到的浮力；（2）由（1）知道当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力，利用F浮=ρ液gV排求排开水的体积，再利用V排=Sh求小筒底所处的深度，可得浮力秤零刻度应标的位置；（3）①求出排开水的体积，利用阿基米德原理求此时小筒受到的浮力，②求出了此时小筒受到的浮力，根据物体的漂浮条件求小筒和物体总重，得出物体重，再根据重力公式求物体的质量．
【考点精析】掌握浮力大小的计算和物体的浮沉条件及其应用是解答本题的根本，需要知道浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排；物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体 F浮＞G 时上浮，F浮 = G 时悬浮，F浮 ＜G 时下沉．物体浮沉条件的应用举例：（1）轮船（2）潜水艇（3）气球（4）飞艇、热气（5）密度计（密度计的刻度是从上到下刻度变大，刻度不均匀，且刻度无单位．）．