科技小组想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤.他们找来一个瓶身为圆柱状体的空饮料瓶,剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖处系一块质量适当的小石块,然后将其倒置在水里,如图所示.使

发布时间:2020-08-10 07:32:25

科技小组想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤.他们找来一个瓶身为圆柱状体的空饮料瓶,剪掉瓶底,旋紧瓶盖,在瓶盖处系一块质量适当的小石块,然后将其倒置在水里,如图所示.使用时,只要把被测物体投入空瓶中,从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量.
(1)小石块的作用是______;这时小石块和饮料瓶受到的浮力______(大于/等于/小于)它们的重力;
(2)当浮力秤中不放被测物体时,水面所对位置为零刻度(如图),这种浮力秤的质量刻度是______(均匀/不均匀)的.
(3)经测量,该饮料瓶圆柱部分的横截面积为50cm2.现在要在饮料瓶的竖直标线上刻上对应的被测物体质量值.通过计算,说出在零刻度线之上1cm处应刻上的对应质量值.(水的密度为1000kg/m3)

网友回答

解:
(1)如果没有石块,浮力秤容易歪斜,难以竖直漂浮在水中,所以石块的作用可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中;由于二者漂浮,它们受到的浮力等于总重;
(2)设被测物体的质量为m,饮料瓶圆柱状部分的横截面积为S,在浮力秤中放入被测物体后,瓶身浸入的深度增加值为h,则:
浮秤再次漂浮时,增大的浮力等于增大的重力:△F浮=G,
即:ρ水gS=mg,
可得:h=,
∵ρ水、S为定值,
∴h与m成正比,即该浮力秤质量的制度是均匀的;
(3)∵h=,
∴m=ρ水Sh,
当h=1cm时,
m=ρ水Sh=1.0×103kg/m3×50×10-4m2×0.01m=0.50kg=50g.
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