Question

小強制作了一臺如圖所示的“浮力秤”，可以方便的稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造如圖所不，已知小筒底面積為20cm²，高度為20cm，當秤盤不放物體時，筒壁上A處恰好與水面相平，此時小筒浸入水中的深度為5cm．（取g=10N/kg）
（1）秤盤和小筒的總質(zhì)量為

0.1

kg；
（2）小筒A處應(yīng)標示該浮力秤的

0

刻度．
（3）該“浮力秤”的最大稱量為

0.3

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(zhì)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=20cm²×5cm=100cm³=1×10^-4m³，
∵F_浮=ρ_水v_排g=1×10³kg/m³×1×10^-4m³×10N/kg=1N，
又∵浮力秤漂浮
∴G=F_浮=1N；
∴m=

G

g

=

1N

1N/kg

=0.1kg；
（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(yīng)為零刻度；
（3）這臺浮力秤最大增加的排開水的體積為△v_排′，則
△v_排′=sh=20cm²×（20cm-5cm）=300cm³=3×10^-4m³，
增加的最大浮力為：
△F_浮′=ρ_水△v_排′g=1×10³kg/m³×3×10^-4m³×10N/kg=3N，
又∵浮力秤漂浮
∴G′=△F_浮′=3N，
∴該秤能稱出物體的最大質(zhì)量為m′=

G′

g

=

3N

1N/kg

=0.3kg．
故答案為：0.1；0；0.3．

點評：本題考查阿基米德原理和漂浮條件的應(yīng)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(shè)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．