Question

某同學(xué)用圓柱形容器制作了一個測量物體質(zhì)量的裝置.它的底部較重，可以豎直漂浮在水而，總質(zhì)量為0.21 kg，底面積為3×10^-3m²，不放物體時，在與水面所對應(yīng)位置處標(biāo)為質(zhì)量的“0”刻度線,如圖1. 請解答下列問題（g取10 N/kg）
（1）不放物體時，該裝置所受的浮力是多大？
（2）如圖2所示，在該裝裝置中放入一個體積為1.5×10^-5m³的物塊A，它的底部在水面下的深度h=0.11 m.此時，該裝置受到的浮力是多大？與水面所對應(yīng)位置處的刻度線應(yīng)標(biāo)為多少克？
（3）物塊A的密度是多少？

                                                         圖1                                圖2

Answer 1

解：
（1）該裝置的重力為G = m g = 0. 21 kg×10 N/kg = 2.1 N，由二力平衡條件可知F_浮=G =2.1N；
（2）該裝置排開水的體積為V= S h = 3×10^-3m³×0.11 m = 3.3×10^-4 m³
所受浮力為
F_浮2=pgV= 1.0×10³ kg/m³×10N/kg×3.3×10^-4m³= 3.3 N 
由二力平衡條件可知G_總=F_浮2=3.3N
物塊A的重力為G_A= G_總- G = 3. 3 N-2.1 N = 1.2 N 
物塊A的質(zhì)量為m_A=1.2 N /10N/kg=0.12 kg = 120 g
與水面所對應(yīng)位置處的刻度線應(yīng)標(biāo)為120 g
（3）物塊A的密度為ρ_A=m_A/v= 0.12 kg/1.5×10^-5 m³=8×10³ kg/m³。