Question

【题目】小金学习了浮力的知识后，想制造一个浮力秤，他将一段密度为0.5×103kg/m3，粗细均匀的木料，先进行不吸水处理，再将其竖立在水中，这段木料长为40cm，横截面积为0.1m2，其上表面为秤盘，问：（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3）

（1）质量为0的刻度线的位置在哪里？

（2）距离上表面10cm处的刻度线对应的质量为多少？

（3）若此木料完全浸没于水中，此木料受到的浮力为多大？

Answer 1

【答案】（1）0.2m（2）10kg（3）400N。

【解析】

（1）．木料的体积：

V=Sh=0.1m2×0.4m=0.04m3，

木料的质量为：

m0=ρV=0.5×103kg/m3×0.04m3=20kg；

木料处于漂浮状态，浮力等于重力

F浮=G=mg=20kg×10N/kg=200N，

排开水得体积为：

V排==0.02m3，

没入水中的高度：

h0==0.2m，

因为物体上没有放物体，故浮力秤的0刻度线为0.2m；

（2）距离上表面10厘米处时，浮力秤的浮力为：

F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×（0.4m-0.1m）×0.1m2=300N，

物体的重力为：

G物=F′浮-F浮=300N-200N=100N，

物体的质量为：

m物==10kg；

（3）．若此木料完全浸没于水中，木料排开水的体积等于它的体积，此木料受到的浮力

F浮1=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N。

答：（1）．质量为0的刻度线的位置在0.2m处；

（2）．距离上表面10cm处的刻度对应的质量为10kg；

（3）．此木料完全浸没于水中，此木料受到的浮力为400N。