Question

【题目】如图所示是小明同学制作的一台“浮力秤”的示意图，其中厚底圆柱形玻璃杯的高度为20cm，底面积为30cm2，秤盘和玻璃杯的总质量为300g。透明筒里装有足够深的水。求：（g取10Nkg）

（1）秤芯（即秤盘和玻璃杯）受到的重力是多大；

（2）秤盘上没放物体时，秤芯受到的浮力是多大；

（3）秤盘上没放物体时，玻璃杯底距液面的高度是多少；

（4）该浮力秤能称的最大物重是多少。

Answer 1

【答案】（1）3N；（2）3N；（3）0.1m；（4）3N。

【解析】

（1）已知秤芯的质量，根据G=mg得到它的重力；
（2）秤盘上没放物体时处于漂浮状态，，秤芯受到的浮力等于秤芯受到的重力；
（3）根据阿基米德原理得到玻璃杯浸入水的体积，然后可求得玻璃杯底距液面的高度；
（4）杯刚好浸没时，根据阿基米德原理得到最大浮力，根据力的平衡可求得该浮力秤能称的最大物重。

（1）秤芯（即秤盘和玻璃杯）受到的重力：G=mg=0.3kg×10Nkg=3N，

（2）秤盘上没放物体时，处于漂浮状态，秤芯受到的浮力F浮=G=3N；

（3）秤盘上没放物体时，杯浸入水的体积：

，

玻璃杯底距液面的高度；

（4）当杯刚好浸没时排开水的体积，

最大浮力：，

浮力秤能称的最大物重。

答：（1）秤芯（即秤盘和玻璃杯）受到的重力是3N；

（2）秤盘上没放物体时，秤芯受到的浮力是3N；

（3）秤盘上没放物体时，玻璃杯底距液面的高度是0.1m；

（4）该浮力秤能称的最大物重是3N。