2026年暑假生活重庆出版社八年级合订本A版第155页答案
8. 小王制作了一台“浮力秤”,用来测量物体的质量。浮力秤由秤盘和高度为20 cm,底面积为0.1 m²的圆柱体组成。如图所示,将浮力秤放入水中,静止时浸入水中的深度为8 cm,求:(g=10 N/kg,ρ水=1.0×10³ kg/m³)
(1)当秤盘不放物体时,浮力秤下表面受到水的压强;
(2)浮力秤的重力;
(3)浮力秤能测物体的最大质量。

答案

解:
(1) 浸入水中的深度h=8 cm=0.08 m
根据液体压强公式:
$p=\rho_{水}gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.08\ \mathrm{m}=800\ \mathrm{Pa}$
(2) 不放物体时,浮力秤排开水的体积:
$V_{\mathrm{排}}=Sh=0.1\ \mathrm{m}^2×0.08\ \mathrm{m}=8×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$
浮力秤漂浮,自身重力等于所受浮力:
$G=F_{\mathrm{浮}}=\rho_{水}gV_{\mathrm{排}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×8×10^{-3}\ \mathrm{m}^3=80\ \mathrm{N}$
(3) 圆柱体总高度H=20 cm=0.2 m,浮力秤完全浸入水中时排开水的最大体积:
$V_{\mathrm{排最大}}=SH=0.1\ \mathrm{m}^2×0.2\ \mathrm{m}=0.02\ \mathrm{m}^3$
此时总最大浮力:
$F_{\mathrm{浮最大}}=\rho_{水}gV_{\mathrm{排最大}}=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m}^3×10\ \mathrm{N/kg}×0.02\ \mathrm{m}^3=200\ \mathrm{N}$
可测量的物体最大重力:
$G_{\mathrm{物最大}}=F_{\mathrm{浮最大}}-G=200\ \mathrm{N}-80\ \mathrm{N}=120\ \mathrm{N}$
对应的最大质量:
$m_{\mathrm{最大}}=\frac{G_{\mathrm{物最大}}}{g}=\frac{120\ \mathrm{N}}{10\ \mathrm{N/kg}}=12\ \mathrm{kg}$
答:(1) 浮力秤下表面受到水的压强为800 Pa;(2) 浮力秤的重力为80 N;(3) 浮力秤能测物体的最大质量为12 kg。