电子课本网 第32页

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偏小
1
相等
液体密度
寻找普遍规律
零刻度线
12
4
3
​$ρ_{水}(V_{2}-V_{1})$​
​$\frac {ρ_{水}(V_{2}-V_{1})}{V_{3}-V_{1}}$​
解:​$(1) $​杯子的重力​$ G=mg=0.21\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}=2.1\ \mathrm {N},$​
因为杯子漂浮在水面上,所以​$F_浮=G=2.1\ \mathrm {N}. $​
​$(2) $​杯子排开水的体积 
​$V_排=\frac {F_浮}{ρ_水g}=\frac {2.1\ \mathrm {N}}{1×10^3\ \mathrm {kg/m}^3×10\ \mathrm {N/kg}}=2.1×10^{-4}\ \mathrm {m^3}$​
杯子浸入水中的深度
​$h=\frac {V_{排}}{S}=\frac {2.1×10^{-4}\ \mathrm {m^3}}{30×10^{-4}\ \mathrm {m^2}}=0.07\ \mathrm {m}=7\ \mathrm {cm}. $​
​$(3)$​当杯子装入物体​$A,$​浸入水中的深度是​$10\ \mathrm {cm}$​时,受到的浮力
​$F_{浮}'=ρ_{水}gV_{排}'=1.0×10^3\ \mathrm {kg/m}^3×10\ \mathrm {N/kg}×30×10^{-4}\ \mathrm {m^2}×0.1\ \mathrm {m}=3\ \mathrm {N},$​
杯子与物块​$A$​作为一个整体,漂浮在水中,所以​$G_A+G_杯=F_浮',$​
​$G_A=F_{浮}'-G_{杯}=3\ \mathrm {N}-2.1\ \mathrm {N}=0.9\ \mathrm {N},$​
所以物块​$A$​的质量
​$m=\frac {G_A}{g}=\frac {0.9\ \mathrm {N}}{10\ \mathrm {N/kg}}=0.09\ \mathrm {kg}$​
​$ (4)$​当杯子下沉的深度为​$0.15\ \mathrm {m}$​时,此时杯子受到的浮力最大,
​$F_{浮大}=ρ_{水}gV_{排大}=1.0×10^3\ \mathrm {kg/m}^3×10\ \mathrm {N/kg}×30×10^{-4}\ \mathrm {m^2}×0.15\ \mathrm {m}=4.5\ \mathrm {N},$​
即:​$F=F_{浮大}-F_{浮}= 4.5\ \mathrm {N}-2.1\ \mathrm {N}=2.4\ \mathrm {N},$​
则此浮力秤的最大称量值
​$m_{\mathrm {max}} =\frac {G}{g}=\frac {F}{g}=\frac {2.4\ \mathrm {N}}{10\ \mathrm {N/kg}}=0.24\ \mathrm {kg}=240\ \mathrm {g}.$