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Question

'曹冲称象’是家喻户晓的典故.某校科技小组模仿这一现象,制作了一把‘浮力秤’,将厚底直筒形状的玻璃杯
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Answer 1

⑴杯子的重量为G杯
G杯＝mg＝0.2kg×10N/kg＝2N
∵杯子在水中处于漂浮状态,根据二力平衡的条件
杯子受到的浮力F浮＝G杯＝2N
⑵设杯子浸入水中时,浸入的深度为h,有
F浮＝G排＝ρgSh
∴h＝（2N）/（103kg/m3×10N/kg×30×10－4m2）＝1/15m
⑶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）
此时杯子下沉的深度为h′＝15×10－2m
受到的浮力F′浮＝ρgS h′
＝103kg/m3×10N/kg×30×10－4m2×15×10－2m
＝4.5N
设能称量的最大值为F
F＝F′浮－G杯
＝4.5N－2N
＝2.5N