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盘中不放物体时,根据力的平衡得 F浮=小筒和秤盘的总重力G F浮=p水*v =10^4*8*10^(-5) =0.8牛 小筒和秤盘的总重力G=0.8牛 盘中放物体时,根据力的平衡得 F浮=小筒和秤盘及物体的总重力G F浮=p水*v =10^4*8*20^(-5) =2牛 该秤能称出物体的最大质量是=2/10=0.2千克 因为重物与刻度是成正比的且有一定的换算关系,通过刻度读数就可换算所称物体的质量,所以该同学把秤的读数均匀地刻在小筒上。
在青少年科技创新大赛中,某同学的发明作品《浮力秤》参加了展评,该作品可方便地称量物体的质量,其构造解:
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(1)由于小筒始终是漂浮体,所受浮力等于重力, G 1 =0.8N (2)当盘中放入最大质量的物体时:G 2 =ρ 水 gSh 2 ,此时放入物体的重力:G=ρ 水 gS(h 2 -h 1 ) 此时放入物体的质量:m=ρ 水 S(h 2 -h 1 ) 代入数据可得m=0.12kg (3)由上式m=ρ 水 S(h 2 -h 1 )可得小筒浸入水中长度的变化量h 浸 =h 2 -h 1 =m/ρ 水 S ,由于ρ 水 、S是定值,h 浸 跟m成正比,所以秤的刻度是均匀的。一道八年级物理题解:(1)小筒底面积为10cm2,小筒浸入水中的长度为8cm,故小筒排开水的体积为V排=Sh=10cm2×8cm=80cm3=8×10-5m3因小筒和秤盘是漂浮在水面上,故G筒=F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=0.8N;(2)该秤测物体的最大质量时,就是V排=V筒=Sh=10cm2×20cm=200cm3=2×10-4m3此时物体和小筒秤盘的总重力G=F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N故此时物体的重力为G物=G-G筒=2N-0.8N=1.2N此时物体的质量为m物=G物 g=1.2N 10N/kg=0.12kg;(3)根据以上分析可知物体质量m物=G物 g=F浮-G筒 g= ρ液V排- m筒= ρ液Sh-m筒;因液体密度ρ液、小筒底面积S、小筒质量m筒都是定值,故物体质量与小筒浸入的深度是一次函数关系,故小筒上的刻度(即代表了小筒的深度)是均匀的.答:(1)小筒和秤盘的总重力是0.8N;(2)能称出物体的最大质量是0.12kg;(3)物体质量与小筒浸入的深度是一次函数关系,故小筒上的刻度(即代表了小筒的深度)是均匀的.
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