Question

某同學學習了浮力的有關知識后，制作了一臺浮力秤，可方便地稱量物體的質量，其構造如圖甲所示．已知小筒底面積為10cm²，高度為20cm，秤盤中不放物體時，小筒浸入水中的深度為8cm，問：
（1）如圖甲，當秤盤上不放物體時，小筒和秤盤的總重力是

0.8

牛；
（2）如圖甲，當秤盤上不放物體時，應在小筒A處標出該浮力秤的

0

刻度；
（3）該秤能稱出物體的最大質量是

0.12

kg？（g=10N/kg）

Answer 1

分析：先求出v_排，根據(jù)阿基米德原理和漂浮條件可求小筒和秤盤的總重力、能稱出物體的最大質量．

解答：解：（1）當秤盤中不放物體，即水面平齊浮力秤的零刻線A時：
v_排=sh_A=10cm²×8cm=80cm³=80×10^-6m³，
∵F_浮=ρ_水v_排g=1×10³kg/m³×80×10^-6m³×10N/kg=0.8N，
又∵浮力秤漂浮
∴G=F_浮=0.8N；
（2）當秤盤上不放物體時，說明此時稱量為0，因此水面A處應為零刻度；
（3）這臺浮力秤最大v_排′，則
v_排′=sh=10cm²×（20cm-8cm）=120cm³=120×10^-6m³，
增加的最大浮力為：
F_浮′=ρ_水v_排′g=1×10³kg/m³×120×10^-6m³×10N/kg=1.2N
又∵浮力秤漂浮
∴G′=F_浮′=1.2N，
∴該秤能稱出物體的最大質量為m′=

G′

g

=

1.2N

10N/kg

=0.12kg．
故答案為：0.8；0；0.12．

點評：本題考查阿基米德原理和漂浮條件的應用，本題情景就是學生熟知的課本中的演示實驗，由此展開探究活動，主要考查學生提出猜想的能力、設計和實施物理實驗的能力以及科學探究的基本過程和方法．