2026年快乐暑假龙门书局八年级物理第93页答案
10. 如图所示,某同学用一个上端开口的圆柱形厚底空塑料瓶和装有水的圆柱形水槽制作了一个浮力秤,用于测量质量。空塑料瓶质量为120 g,塑料瓶底面积为20 cm²,瓶身能够浸入水中的最大长度为18 cm,使用过程中水不溢出,塑料瓶始终漂浮且瓶身保持竖直。已知水的密度为$1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3$,g取10 N/kg,不考虑塑料瓶侧壁的厚度。求:
(1)空载时塑料瓶受到的浮力。
(2)浮力秤最大称量时受到的浮力。
(3)浮力秤的最大称量值。

答案

(1)空载时塑料瓶受到的浮力:
$F_{浮1}=G_瓶=m_瓶 g=0.12\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=1.2\ \mathrm{N}$
(2)浮力秤最大称量时,排开水的体积:
$V_排=S_瓶 h=20\ \mathrm{cm^2}×18\ \mathrm{cm}=360\ \mathrm{cm^3}=3.6×10^{-4}\ \mathrm{m^3}$
此时塑料瓶受到的浮力:
$F_{浮2}=\rho_水 g V_排=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×3.6×10^{-4}\ \mathrm{m^3}=3.6\ \mathrm{N}$
(3)浮力秤最大称量时,所载物体的重力:
$G_物=F_{浮2}-G_瓶=3.6\ \mathrm{N}-1.2\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$
浮力秤的最大称量值:
$m_{\mathrm{max}}=\frac{G_物}{g}=\frac{2.4\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=0.24\ \mathrm{kg}$