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  • 在青少年科技創(chuàng)新大賽中,某同學(xué)的發(fā)明作品《浮力秤》參加了展評,該作品可方便地稱量物體的質(zhì)量,其構(gòu)造如圖所示.已知小筒底面積為10cm2,總長為20cm,盤中不放物體時,小筒浸入水

    在青少年科技創(chuàng)新大賽中,某同學(xué)的發(fā)明作品《浮力秤》參加了展評,該作品可方便地稱量物體的質(zhì)量,其構(gòu)造如圖所示.已知小筒底面積為10cm2,總長為20cm,盤中不放物體時,小筒浸入水中的長度為8cm,問:

    (1)小筒和秤盤的總重力是多少N?
    (2)該秤能稱出物體的最大質(zhì)量是多少kg?
    (3)該同學(xué)把秤的讀數(shù)均勻地刻在小筒上,為什么刻度是均勻的?(取g=10N/kg)
    物理人氣:978 ℃時間:2020-09-28 04:46:03
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)小筒底面積為10cm2,小筒浸入水中的長度為8cm,故小筒排開水的體積為V=Sh=10cm2×8cm=80cm3=8×10-5m3
    因小筒和秤盤是漂浮在水面上,故G=FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=0.8N;
    (2)該秤測物體的最大質(zhì)量時,就是V=V=Sh=10cm2×20cm=200cm3=2×10-4m3
    此時物體和小筒秤盤的總重力G=FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N
    故此時物體的重力為G=G-G=2N-0.8N=1.2N
    此時物體的質(zhì)量為m=
    G
    g
    1.2N
    10N/kg
    =0.12kg;
    (3)根據(jù)以上分析可知物體質(zhì)量m=
    G
    g
    F?G
    g
    = ρVm= ρSh?m
    ;
    因液體密度ρ、小筒底面積S、小筒質(zhì)量m都是定值,故物體質(zhì)量與小筒浸入的深度是一次函數(shù)關(guān)系,故小筒上的刻度(即代表了小筒的深度)是均勻的.
    答:(1)小筒和秤盤的總重力是0.8N;(2)能稱出物體的最大質(zhì)量是0.12kg;
    (3)物體質(zhì)量與小筒浸入的深度是一次函數(shù)關(guān)系,故小筒上的刻度(即代表了小筒的深度)是均勻的.
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