浮力称的问题

在青少年科技创新大赛中,某同学的发明“浮力称”参加了展评,其结构如图所示。已知小筒底面积为10厘米²,总长为20厘米,盘中不放物体时,小筒浸入水中的长度为8厘米。
(1)小筒和秤盘的总重力是多少牛?
(2)该称能称出物体的最大质量是多少千克?
(3)该同学把称的读数均匀的刻在小筒上,为什么刻度是均匀的?(g取10牛/千克)

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^3
G=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。
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