Question

12．某同學(xué)學(xué)習(xí)了浮力的有關(guān)知識后，制作了一臺浮力秤，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0.001m²，小筒和秤盤總重為0.6N．
（1）如圖甲，當秤盤上不放物體時，小筒受到的浮力是多少？
（2）如圖甲，當秤盤上不放物體時，應(yīng)在小筒A處標出該浮力秤的0刻度．
（3）如圖乙，在秤盤上放一物體后，小筒浸入水中的深度h為0.1m，則此時小筒受到的浮力是多少？該物體的質(zhì)量為多少？

Answer 1

分析 （1）當秤盤上不放物體時漂浮，根據(jù)物體的漂浮條件求小筒受到的浮力；
（2）當不放任何物體時小筒與水面接觸的地方即為0刻線；
（3）①求出排開水的體積，利用阿基米德原理求此時小筒受到的浮力，
②求出了此時小筒受到的浮力，根據(jù)物體的漂浮條件求小筒和物體總重，得出物體重，再根據(jù)重力公式求物體的質(zhì)量．

解答 解：（1）小筒和秤盤總重G₀=0.6N，當秤盤上不放物體時，小筒漂浮，則F_浮=G₀=0.6N，
（2）當秤盤上不放物體時，即物體的質(zhì)量為0，應(yīng)在小筒A處標出該浮力秤的0刻度線；
（3）①此時小筒受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m²×0.1m=1N，
②物體、小筒和秤盤總重：
G_總=F_浮=1N，
物體重：
G=G_總-G₀=1N-0.6N=0.4N，
物體的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.4N}{10N/kg}$=0.04kg．
答：（1）如圖甲，當秤盤上不放物體時，小筒受到的浮力是0.6N；
（2）0；
（3）小筒受到的浮力是1N；該物體的質(zhì)量為0.04kg．

點評 本題考查了學(xué)生對重力公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運用，知道物體漂浮時受到浮力等于自身的重力，這是解決本題的關(guān)鍵．