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某学习兴趣小组根据所学的物理知识制作了一把"浮力秤"。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入...

某学习兴趣小组根据所学的物理知识制作了一把"浮力秤"。将厚底直筒形状的玻璃杯浸入水中,如图所示。已知玻璃杯的质量为200g,底面直径为7cm,高度为20cm。(水的密度ρ=1×103kg/m3)求:

⑴将杯子开口向上竖直放入水中时(注:水未进入杯内),杯子受到的浮力。

⑵此时杯子浸入水中的深度(即为该浮力秤的零刻度位置)。

⑶此浮力秤的最大称量(即量程)。

 

⑴2.0N ⑵5.2cm ⑶5.7N 【解析】(1)杯子的重力G杯=mg=0.2kg×10N/kg=2.0N; 因为杯子在水中处于漂浮状态,所以杯子受到的浮力F浮=G杯=2.0N; (2)杯子的底面积:S=πr2=3.14×(0.07m/2)2≈3.85×10-3 m2, 设杯子浸入水中时,浸入的深度为h,根据阿基米德原理可得:F浮=G排=ρ水gSh, 所以,h=F浮/ρ水gS=2N/1.0×103kg/m3×10N/kg×3.85×10−3m2 =0.052m=5.2cm; (3)当往杯子内放被测物时,若杯子下沉到水面刚好到杯口(水未进杯内),此时杯子浸入水中的深度为h′=20cm=0.2m,此时受到的浮力:F′浮=ρ水gSh′=103kg/m3×10N/kg×3.85×10-3 m2×0.2m=7.7N; 所以能称量物体的最大重力为:Gm=F′浮-G杯 =7.7N-2.0N=5.7N  
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(4)用弹簧测力计测出承接了水后烧杯和水受到的总重力.

(1)请你帮助该同学完成下表____________(单位:N)

(2)从这个实验,可以得出的结论是__________________________________________

 

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