Question

10．如圖所示，臺(tái)秤上有一裝水容器，容器底部用一質(zhì)量不計(jì)的細(xì)線系住一個(gè)空心小球，體積為 1.2×10^-3m³，質(zhì)量為1kg，這時(shí)臺(tái)秤的讀數(shù)為40 N；剪斷細(xì)線后，在小球上升的過(guò)程中，臺(tái)秤的讀數(shù)是多少？

Answer 1

分析 木球加速上升，處于超重狀態(tài)，與此同時(shí)，木球排開(kāi)的水處于失重狀態(tài)由于排開(kāi)水的質(zhì)量大于木球的質(zhì)量，故臺(tái)秤的讀數(shù)要減小，臺(tái)秤的示數(shù)等于整體的重力與失重的差再加木球超重部分的和

解答 解：木球排開(kāi)水的重力為：G=ρgV=1.0×10³×10×1.2×10^-3N=12N
由阿基米德原理知，F(xiàn)_浮=G=12N
木球的重力為：G′=mg=1×10N=10N
剪斷細(xì)線后，在小球上升的過(guò)程中的加速度為：a=$\frac{{F}_{浮}-G′}{m}=\frac{12-10}{1}m{/s}^{2}=2m{/s}^{2}$
剪斷細(xì)線后木球加速上升，處于超重狀態(tài)，與此同時(shí)，木球排開(kāi)的水處于失重狀態(tài)，由此帶來(lái)的力之差為：△F=（m_水-m）a=（1.2-1）×2N=0.4N
臺(tái)秤的讀數(shù)為：F′=F-△F=40-0.4N=39.6N
答：臺(tái)秤的讀數(shù)是39.6N

點(diǎn)評(píng) 考慮木球的超重，同時(shí)木球排開(kāi)的水處于失重狀態(tài)，然后采用整體法的觀點(diǎn)，求得最終的臺(tái)秤示數(shù)．