作者metoobbs (咪兔B)
看板Physics
标题[问题] 国中浮力问题[跪求图解]
时间Sat Jun 27 09:07:31 2015
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【出处】(习题或问题的出处)
桃园县某国中校内所发的考试卷
【题目】(题目的文字叙述，如有图片亦要提供图片)
1.
一等臂天平两端，用完全相同的烧杯，内装一样多的水，现各取一个体积相同的乒乓球
与实心铝球。乒乓球用一条急系绳拉着，使其完全沉入左边烧杯的水中；铝球则用极细
绳吊在支架上，使完全沉没入右边烧杯水中，但不促碰烧杯杯底，请问结果天平会往哪
边倾斜？
2.
承上题，若分别改用极细的硬杆，固定住乒乓球与铝球，请问结果天平会往哪边倾斜？
http://imgur.com/Y7yMzt7
【瓶颈】(解题瓶颈或思考脉络，请尽量详述以利回答者知道要从何处讲解指导)
图(1)右侧铝球因扣掉浮力(B)後仍有重量(W)，但此重量(W)=绳子张力(T)
而最後天平上所承受的重量，是「烧杯+水+浮力」
重点来了，为什麽浮力向上，却会对天平产生重量？
左侧乒乓球实际上浮力(B)>乒乓球重，系绳从杯底拉住乒乓球，此时天平所承受的重量
应该是多少？
希望有人可以帮忙我解答，有图解更好，感谢！
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1F：→ sawatari12: 本人乃该校理化老师.小子你应该在学校就要赶快巴着 06/27 10:30
2F：→ sawatari12: 老师问啊~~~星期一就要考理化了呢!!! 06/27 10:30
3F：推 Philethan: 第一题：由於兵乓球合力为零，所以受到来自烧杯向下的 06/27 11:37
4F：→ Philethan: 合力（绳张力＋浮力），其量值为 mg = 乒乓球密度*v*g 06/27 11:38
5F：→ Philethan: 刚打错，是受到来自烧杯向"上"的合力（T+B）。 06/27 11:39
6F：→ Philethan: 所以烧杯整体被此合力（T+B）的反作用向下推。 06/27 11:39
7F：→ Philethan: 至於铝球，只受到向上的浮力=B=水密度*v*g，所以 06/27 11:40
8F：→ Philethan: 烧杯整体受到该浮力向下的反作用力＝水密度*v*g 06/27 11:41
9F：→ Philethan: 由於乒乓球会自发上浮，所以乒乓球密度<水密度 06/27 11:41
10F：→ Philethan: 所以右烧杯受到的向下力 > 左烧杯受到的向下力 06/27 11:41
11F：→ Philethan: 所以天平向右倾斜。 06/27 11:42
12F：→ Philethan: 第二题：由於左右两球仅受到来自水的向上浮力 06/27 11:43
13F：→ Philethan: 而此浮力皆为 B = 水密度*V*g，所以两浮力之反作用力 06/27 11:43
14F：→ Philethan: 皆因两球体积相同而相同，所以天平并不倾斜。 06/27 11:43
15F：→ Philethan: 关於你问的「为什麽浮力向上，却会对天平产生重量？」 06/27 11:44
16F：→ Philethan: 虽然两浮力是「水施予球」的力，但此力根据牛三，也有 06/27 11:45
17F：→ Philethan: 反作用力，亦即「球施予水」的向下反作用力。 06/27 11:45
18F：→ Philethan: 如此一来，天平施予烧杯的正向力，为了使烧杯静止，就 06/27 11:46
19F：→ Philethan: 会更大。 06/27 11:46
20F：→ Philethan: 至於你问的「此时（左侧）天平所承受重量应该是多少」 06/27 11:46
21F：→ Philethan: 当然就是烧杯重量-绳张力+浮力反作用，但其实後两者 06/27 11:47
22F：→ Philethan: 的合力(对乒乓球的向下绳张力与向上浮力)即为乒乓球重 06/27 11:47
23F：→ Philethan: 力，所以结论就是左侧天平正向力=烧杯重量-兵乓球重量 06/27 11:48
24F：→ Philethan: 呃..我以为只需要短短几行就能讲完的..=.= 06/27 11:48
25F：→ ayenn0302: 请问1.左边绳张力方向对球是向下，对杯向上？ 07/07 01:34
26F：推 Philethan: 向下，绳子只有在被拉长时产生张力 07/07 05:03
27F：→ Philethan: 忘乐说，是绳子把球向下拉，把杯子向上拉 07/07 05:04