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浮力秤的构造如图所示,已知小筒底面积为10㎝²,总长为20㎝,盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为8㎝,问:(取g=10N∕㎏)
(1)小筒和秤盘的总重力为多少N?
(2)该秤能称出物体的最大质量是多少㎏?
(3)某同学把秤的读数均匀的刻在小筒上,为什么小筒是均匀的?
解:浮力题的关键是对研究对像进行受力分析,我们以小筒和秤盘作为研究对像,使用过程中它总是漂浮,属于平衡状态,因而有:F浮=G(小筒和秤盘的总重),然后根据阿基米德原理有:F浮=ρ水gV排,即可求解。1.当盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为8 cm,此时V排=Sh=10cm^2*8cm=80cm^3=8*10^-5m^3G=ρ水gV排=1.0*10^3kg/m^3*10N/kg*8*10^-5m^3=0.8N;2.该秤盘能称出物体的最大质量的前提条件是秤筒的最大长度L=20cm恰好与水面相平,此时V排最大=SL=10cm^2*20cm=200cm^3=2*10^-4m^3;根据平衡力的知识有:G+G物=F浮最大=ρ水gV排最大=1.0*10^3kg/m^3*10N/kg*2*10^-4m^3=2N;G物=2N-0.8N=1.2N; M物=G物/g=1.2N/10N/kg=0.12kg=120g;3.盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为8 cm,我们在此处作一刻度,并记为0,这就是此秤的0刻度;根据G物=F浮=ρ水gSh有:h=G物/ρ水Sg=m水/(ρ水S),由此式可以看出h与m水成正比,因此此秤的刻度是均匀的。
创新小发明
普通量角器使用很不方便,一是量角、画角步骤较多;二是它有内外两圈刻度,初学者易出错;三是度量边较短的角时须先延长后才能读数。
针对以上缺点,我们设计了一种新式量角器,使用简便,量角和画角可一气呵成。
把两个同样的量角器在圆心处铆合并能灵活转动,把上面的量角器沿右端挫一个长l厘米的缺口(如图)。量角时,让它的张开与待测角的两条边重合,缺口所指示的刻度就是这个角的度数;画角时,先将缺口对准规定刻度,再沿张开处画两条射线就完成了。这种量角器还能测立体物(如螺帽)的角度。
因这种量角器使用时形似剪刀,我们把它叫“剪刀式量角器”。
这是一个用饮料瓶和竹管做成的玩具。当水瓶灌满水之后,就会喷出水来并不断旋转,形成一环水帘。十分好看,跟我一起做好吗?
1.先准备一个装饮料的空塑料瓶和一根直径20mm、长250mm的竹管,饮料瓶最好用容量较大的,这样盛水多些。
制作时先在竹管两端中间按图一锯二道锯缝,再用刀削去上面半截(用刀操作要注意安全!)。
2.然后在竹管两端靠竹节的地方反方向稍偏上方各钻一个5mm的小孔,然后做两只橡胶或软木塞封口。
3.旋下盖,在瓶盖上钻一个直径2mm的孔,穿过一段500mm长的尼龙绳,下面缠一根直径4-5(mm)、长15mm的竹签。
4.在饮料瓶下端两侧对应位置分别钻一个直径20mm的圆孔,按图三将竹管穿入两个孔中露出的两端长度要相等,再浇上石蜡(或胶水)堵住接口,不让它漏
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