Question

如圖，托盤臺(tái)秤上放有一個(gè)裝水的燒杯，燒杯底面積S=0.01m²，燒杯和水總重為G_總=5N．一個(gè)質(zhì)量m=900g、體積V=200cm³的實(shí)心物體被用細(xì)線吊著浸沒在水中．（g=10N/kg）
（1）計(jì)算物體受到的浮力，寫出計(jì)算過程．
（2）圖中，燒杯對(duì)臺(tái)秤的托盤產(chǎn)生多大壓強(qiáng)？
（3）此時(shí)托盤臺(tái)秤的示數(shù)等于哪幾個(gè)力的大小之和？________．

Answer 1

解：
（1）物體受到的浮力為F_浮=G_排=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×200×10^-6m³=2N；
（2）物體排開的水重為G_排=F_浮=2N
臺(tái)秤托盤受到的壓力為F=G_總+G_排=5N+2N=7N
燒杯對(duì)托盤的壓強(qiáng)為p===700Pa．
（3）根據(jù)力的平衡的條件可知，托盤臺(tái)秤的示數(shù)等于燒杯和水的重力、物體A對(duì)水向下的作用力之和．
答：
（1）物體受到的浮力為2N；
（2）燒杯對(duì)臺(tái)秤托盤的壓強(qiáng)為700Pa；
（3）托盤臺(tái)秤的示數(shù)等于燒杯和水的重力、物體A對(duì)水向下的作用力之和．
分析：（1）已知物體的體積和水的密度，利用阿基米德原理計(jì)算其浮力；
（2）已知物體受到的浮力，可以得到其排開的水重；已知燒杯和水重以及物體排開的水重，可以得到燒杯對(duì)臺(tái)秤托盤的壓力；已知壓力和作用面積，利用公式p=得到燒杯對(duì)托盤的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)力的平衡的條件可求托盤臺(tái)秤的示數(shù)等于哪幾個(gè)力的大小之和．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了阿基米德原理、固體壓強(qiáng)和力的平衡條件的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．知道運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不變，合力為零，是解決后兩個(gè)問題的關(guān)鍵．