科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤．他们找来个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示．使

Question

科技小组的同学想利用学到的浮力知识制作一个浮力秤．他们找来个瓶身为柱状体的空饮料瓶，剪掉瓶底，旋紧瓶盖，在瓶盖系上块质量适当的石块，然后将其倒置在水桶里，如图所示．使用时，只要把被测物体投人瓶中，从水面所对的刻度就可以直接读出被测物体的质量．
（1）在这里石块的作用是什么？试应用所学物理知识分析其中的道理．
（2）这种浮力秤的质量刻度是均匀的吗？为什么？

Answer 1

（1）石块受到的重力远大于空饮料瓶受到的重力，所以浮力秤的重心较低，并低于浮力的作用点，如图所示：

当浮力等于重力时，浮力秤将竖直漂浮在水中．如果没有石块，整套装置的重心将会高于浮力的作用点，在浮力和重力的作用下，浮力秤容易歪斜，难以竖直漂浮在水中．所以石块的作用可以使浮力秤能够竖直地漂浮在水中．
（2）设被测物体的质量为m，饮料瓶圆柱状部分的半径为r，在浮力秤中放入被测物体后，瓶身浸入的深度增加值为h，则：
浮秤再次漂浮时，增大的浮力等于增大的重力：△F_浮=G，
即：ρ_水gπr²h=mg，
可得：h=(m)/(ρ水πr2)，
∵ρ_水、π、r为定值，
∴h与m成正比，即该浮力秤质量的制度是均匀的．