Question

如图，托盘台秤上放有一个装水的烧杯，烧杯底面积S=0.01m²，烧杯和水总重为G_总=5N．一个质量m=900g、体积V=200cm³的实心物体被用细线吊着浸没在水中．（g=10N/kg）
（1）计算物体受到的浮力，写出计算过程．
（2）图中，烧杯对台秤的托盘产生多大压强？
（3）此时托盘台秤的示数等于哪几个力的大小之和？________．

Answer 1

解：
（1）物体受到的浮力为F_浮=G_排=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×200×10^-6m³=2N；
（2）物体排开的水重为G_排=F_浮=2N
台秤托盘受到的压力为F=G_总+G_排=5N+2N=7N
烧杯对托盘的压强为p===700Pa．
（3）根据力的平衡的条件可知，托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和．
答：
（1）物体受到的浮力为2N；
（2）烧杯对台秤托盘的压强为700Pa；
（3）托盘台秤的示数等于烧杯和水的重力、物体A对水向下的作用力之和．
分析：（1）已知物体的体积和水的密度，利用阿基米德原理计算其浮力；
（2）已知物体受到的浮力，可以得到其排开的水重；已知烧杯和水重以及物体排开的水重，可以得到烧杯对台秤托盘的压力；已知压力和作用面积，利用公式p=得到烧杯对托盘的压强；
（3）根据力的平衡的条件可求托盘台秤的示数等于哪几个力的大小之和．
点评：此题考查了阿基米德原理、固体压强和力的平衡条件的应用，综合性较强，有一定的难度．知道运动状态不变，合力为零，是解决后两个问题的关键．