Question

12．某同学学习了浮力的有关知识后，制作了一台浮力秤，可方便地称量物体的质量，其构造如图甲所示．已知小筒底面积为0.001m²，小筒和秤盘总重为0.6N．
（1）如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力是多少？
（2）如图甲，当秤盘上不放物体时，应在小筒A处标出该浮力秤的0刻度．
（3）如图乙，在秤盘上放一物体后，小筒浸入水中的深度h为0.1m，则此时小筒受到的浮力是多少？该物体的质量为多少？

Answer 1

分析 （1）当秤盘上不放物体时漂浮，根据物体的漂浮条件求小筒受到的浮力；
（2）当不放任何物体时小筒与水面接触的地方即为0刻线；
（3）①求出排开水的体积，利用阿基米德原理求此时小筒受到的浮力，
②求出了此时小筒受到的浮力，根据物体的漂浮条件求小筒和物体总重，得出物体重，再根据重力公式求物体的质量．

解答 解：（1）小筒和秤盘总重G₀=0.6N，当秤盘上不放物体时，小筒漂浮，则F_浮=G₀=0.6N，
（2）当秤盘上不放物体时，即物体的质量为0，应在小筒A处标出该浮力秤的0刻度线；
（3）①此时小筒受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m²×0.1m=1N，
②物体、小筒和秤盘总重：
G_总=F_浮=1N，
物体重：
G=G_总-G₀=1N-0.6N=0.4N，
物体的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.4N}{10N/kg}$=0.04kg．
答：（1）如图甲，当秤盘上不放物体时，小筒受到的浮力是0.6N；
（2）0；
（3）小筒受到的浮力是1N；该物体的质量为0.04kg．

点评 本题考查了学生对重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用，知道物体漂浮时受到浮力等于自身的重力，这是解决本题的关键．