“曹冲称象”是家喻户晓的典故,某校兴趣小组模仿这一现象,制作了1台“浮力秤”,将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中.已知玻璃杯

问题描述:

“曹冲称象”是家喻户晓的典故,某校兴趣小组模仿这一现象,制作了1台“浮力秤”,将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中.已知玻璃杯质量是200g,底面积是30cm2,高度为15cm,(ρ=1×103Kg/m3  g取10N/kg).
求:

(1)将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内)杯子所受的浮力;
(2)此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置);
(3)此浮力秤的最大称量为多少?(即量程).
1个回答 分类:物理 2014-11-30

问题解答:

我来补答
(1)杯子的重力:G=mg=0.2kg×10N/kg=2N,
因为杯子漂浮在水面上,所以F=G=2N;
(2)由FgV得:V=
F浮
ρ液g,
则此时杯子排开水的体积:V=
F浮
ρ水g=
2N
1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-4m3
此时杯子浸入水中的深度:h=
V排
S=
2×10−4m3
30×10−4m2≈0.067m;
(3)当杯子下沉的深度为0.15米时,此时杯子受到的浮力最大,
F′=ρgV′=1.0×103kg/m3×10N/kg×30×10-4m2×0.15m=4.5N,
即:F=F′-F=4.5N-2N=2.5N,
则此浮力秤的最大称量为:mmax=
F
g=
2.5N
10N/kg=0.25kg.
答:(1)将杯子开口向上竖直放入水中时,杯子受到的浮力是2N.
(2)杯子浸入水中的深度是0.067米.
(3)此浮力秤的最大称量为0.25kg.
 
 
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