“曹冲称象”是家喻户晓的典故。某校科技小组模仿这一现象,制作了一把“浮力称”

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/07/01 02:10:29
".将后底直筒形状的玻璃杯浸入水中.已知玻璃杯的质量200g,底面积为30平方厘米,高15厘米(g取10N/kg)
求:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(PS:水未进入杯子),杯子受到的浮力.
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力称的领刻度位置)
(3)此浮力称的最大称量(即量程)

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求:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(PS:水未进入杯子),杯子受到的浮力.
200g=0.2KG
F浮=G=0.2*10N/KG=2N
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力称的领刻度位置)
V=质量/密度=200cm^3
H=V/S底=200/30=6.67cm
(3)此浮力称的最大称量(即量程)
最大称量为水杯未被水淹以上体积等质量的水 即
F称=G水=V密度=30cm^2*(15-6.67)cm*1g/cm^3=249.9N

1)当物体在液面上漂浮时,浮力等于重力,而重力可以根据G=mg算出.
(2)由F浮=ρ水gV排,推导出V排= F浮ρ水g,算出空杯时排开水的体积;
再由V排=Sh,推导出h= V排S,算出浸入液面的深度,即为秤的零刻度离杯底的距离.
(3)当杯中所装物体为最大量程时,杯子浸入液面下的深度为20cm-5cm=15cm,算出比上一问多排开水的体积,再根据F浮=ρ水gV排算出浮力,即为杯中装的物体重,最后根据G=mg导出m= Gg,从而算出所能测量的最大质量.
解答:解:(1)∵漂浮,∴F浮=G=mg=0.2kg×10N/kg=2N;
(2)空杯在水面上时:
根据F浮=ρ水gV排,得
V排0= F浮ρ水g= 2N1×103kg/m3×10N/kg=200cm3,
根据柱体体积公式V=Sh得
秤的零该线距杯底的距离为:h0= V排0S= 200cm340cm2=5cm.
(3)液面到杯口的最小距离h1=5cm,
最大称量时,与空杯时浸入水中的深度差为
△h=(h-h0)-h1=20cm-5cm-5cm=10cm,
△V排=△hs=10cm×40cm2=400cm3,
Gmax=△F浮=ρ水g△V排=1×103kg/m3×10N/kg×400×10-6m3=4N,
由G=mg得
mmax= Gmaxg= 4N10N/kg=0.4kg.
答:(1)杯子受到的浮力为2N;
(2)秤的零刻度离杯底的距离为5cm;
(3)此秤最大称量为0.4kg.

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