Question

某同学用圆柱形容器制作了一个测量物体质量的装置．它的底部较重，可以竖直漂浮在水面，总质量为0.21kg，底面积为3×10^﹣3m²，不放物体时，在与水面所对应位置处标为质量的“0”刻度线，如图．请解答下列问题（g取10N/kg）

（1）不放物体时．该装置所受的浮力是多大？

（2）如图所示，在该装装置中放入一个体积为1.5×10^﹣5m³的物块A，它的底部在水面下的深度h=0.11m．此时，该装置受到的浮力是多大？与水面所对应位置处的刻度线应标为多少克？

（3）物块A的密度是多少？

Answer 1

 解：（1）该装置的重力：

G₀=mg=0.21kg×10N/kg=2.1N，

∵装置漂浮，

∴F_浮=G₀=2.1N；

（2）放入A后，该装置排开水的体积：

V=Sh=3×10^﹣3m²×0.11m=3.3×10^﹣4m³，

所受浮力：

F_浮′=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×1ON/kg×3.3×10^﹣4m³=3.3N，

∵该装置仍漂浮，

∴G_总=F_浮′=3.3N

物块A的重力：

G_A=G_总﹣G₀=3.3N﹣2.1N=1.2N，

物块A的质量：

m_A===0.12kg=120g，

∴与水面所对应位置处的刻度线应标为120g；

（3）物块A的密度：

ρ_A===8×10³kg/m³．

答：（1）不放物体时．该装置所受的浮力是2.1N；

（2）此时该装置受到的浮力是3.3N，与水面所对应位置处的刻度线应标为120g；

（3）物块A的密度是8×10³kg/m³．