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某校兴趣小组制作了一个称量物体质量的“浮力秤”: 如图所示,选一厚底直筒形状的玻璃杯,使之开口向上时能在水中竖直漂浮(水足够深)。已知玻璃杯的质量为100g,底面积为20cm2,高度为20cm。求:

(1)玻璃杯内未放物体时,杯子受到的浮力;

(2)玻璃杯内未放物体时浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置);

(3)此浮力秤的最大刻度(即称量物体的最大质量)是多少?

 

【答案】

(1)1N(2)0.05m(3)0.3kg

【解析】由于该玻璃杯是一把“浮力秤”,它漂浮在水面上,所以它受到的浮力等于重力;可先根据阿基米德原理算出该玻璃杯在水中的V排,然后再用V排除以底面积,就可以算出杯子浸入水中的深度;当杯子下沉的深度为0.2米时,此时杯子受到的浮力最大,所以我们需要先算出杯子的体积,即为最大V,然后根据阿基米德原理算出杯子受到的最大浮力,最后用最大浮力减去第(2)问中的浮力即为该浮力秤的最大称量.

(1)因为杯漂浮               ……………………………………(1分)

        所以   ………………………  (2分)

    (2)             ………………………(1分)

        

                         ……………………………………(1分)

    (3)以杯和物为整体,则最大称量时

          ……………………………………(2分)

         

                             ………………………………(1分)

 

练习册系列答案
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(1)玻璃杯内未放物体时,杯子受到的浮力;
(2)玻璃杯内未放物体时浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置);
(3)此浮力秤的最大刻度(即称量物体的最大质量)是多少?

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