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"曹冲称象"是家喻户晓的故事.某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”.将厚底直筒型玻璃杯浸入水中.已知玻璃杯的质量为150克,底面积为30cm2,高度为15cm.(水的密度ρ水=1×103kg/m3)
题目详情
"曹冲称象"是家喻户晓的故事.某校兴趣小组模仿这一现象,制作了一把“浮力秤”.将厚底直筒型玻璃杯
浸入水中.已知玻璃杯的质量为150克,底面积为30cm2,高度为15cm.(水的密度ρ水=1×103kg/m3),g取10n\kg
(1)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
(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(即量程).
浸入水中.已知玻璃杯的质量为150克,底面积为30cm2,高度为15cm.(水的密度ρ水=1×103kg/m3),g取10n\kg
(1)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
(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(即量程).
▼优质解答
答案和解析
1)
杯子漂浮,浮力等于杯子的重力:
F浮=G杯=m杯g=0.15kg×10N/kg=1.5N
(2)
根据阿基米德原理:
F浮=G排=ρ水gv排
v排=F浮/ρ水g=1.5N/1000kg/m³×10N/kg=0.00015m³
且:v排=sh,s=30cm²=0.003m²
所以:h=v排/s=0.00015/0.003=0.05m
即:h=5cm
(3)
杯子还有h’=15-5=10cm=0.1m 在水面上,这些全部浸没时,v排增大:
v排‘=sh'=0.003m²×0.1m=0.0003m³
增大浮力:F浮‘=ρ水gv排’=1000×10×0.0003=3N
增大的浮力即为最大物重.
即,最大称量为3N.
杯子漂浮,浮力等于杯子的重力:
F浮=G杯=m杯g=0.15kg×10N/kg=1.5N
(2)
根据阿基米德原理:
F浮=G排=ρ水gv排
v排=F浮/ρ水g=1.5N/1000kg/m³×10N/kg=0.00015m³
且:v排=sh,s=30cm²=0.003m²
所以:h=v排/s=0.00015/0.003=0.05m
即:h=5cm
(3)
杯子还有h’=15-5=10cm=0.1m 在水面上,这些全部浸没时,v排增大:
v排‘=sh'=0.003m²×0.1m=0.0003m³
增大浮力:F浮‘=ρ水gv排’=1000×10×0.0003=3N
增大的浮力即为最大物重.
即,最大称量为3N.
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