Question

【題目】“曹沖稱象”是家喻戶曉的典故。某學(xué)校科技小組同學(xué)張強(qiáng)模仿這一現(xiàn)象制作了一臺(tái)“浮力秤”，可以方便地稱量物體的質(zhì)量，其構(gòu)造是由小筒和秤盤兩部分組成，如圖甲所示，已知小筒底面積為20 cm2，高度為20 cm，小筒和秤盤總質(zhì)量為100 g。(g＝10 N/kg)問：

(1)如圖甲，當(dāng)秤盤上不放物體時(shí)，“浮力秤”受到的浮力是多少？此時(shí)“浮力秤”的小筒浸入水中的深度是多少？

(2)如圖乙，在秤盤上放一石塊后，小筒浸入水中的深度為15 cm，則該石塊的質(zhì)量是多少？

(3)通過實(shí)驗(yàn)，張強(qiáng)同學(xué)把“浮力秤”的讀數(shù)均勻地刻在了小筒上，請(qǐng)簡(jiǎn)要回答：張強(qiáng)是怎樣確定該“浮力秤”的零刻度線和所能測(cè)量的最大質(zhì)量的？

Answer 1

【答案】(1) 1N；5 cm； (2) 0.2 kg；(3)如下解析所示

【解析】（1）當(dāng)秤盤不放物體時(shí)，“浮力秤”受到的浮力等于小筒和秤盤的總重力G=mg=0.1kg×10N/kg=1N；此時(shí)排開水的體積為100cm3，小筒的底面積為20cm2，所以可求出小筒浸入水中的深度為5cm；（2）當(dāng)小筒浸入水中的深度為15cm時(shí)，排開水的總體積為300cm3，也就是排開水的總質(zhì)量為300g，所以石塊的質(zhì)量等于排開水的質(zhì)量增加量為300g-100g=200g=0.2kg；（3）)“浮力秤”的零刻度線是秤盤里不放物體漂浮在水面上時(shí)，水面在小筒的位置；所測(cè)最大質(zhì)量是放入物體后使小筒下降到水面剛好到達(dá)小筒最上端時(shí)，秤盤里所放物體的質(zhì)量。