題目錯了。
1.必須規定小氣球在排干凈空氣后不產生形變,也就是說小氣球必須是剛性的,題目中如果明確指出小球是空心的鐵球會比較妥當。
2.質量并不能直接稱量,所稱量的是物體所受垂直方向的合外力,即是小球受到的重力與空氣浮力的合外力。
3.如果滿足上述兩個條件則可以知道,小球在充滿空氣和排干凈空氣的兩個狀態,所受空氣浮力不變,但質量減少,減少的質量即是小球內部空氣質量,減少的質量就由天平前后兩次測量的合外力的差值來反映,差值除以重力加速度G就是小球內減少的空氣的質量。
4.題目中并未給出小球為剛體的條件,題目中不論是說法還是條件都是不對的,你所列出的三條質疑合情合理,在小球是彈性小球的條件下,空氣的充入或是排出并不改變合力大小,這個可以這樣解釋:設空氣密度為P,排出空氣體積V,那么小球整體質量就減少PV,整體重力減少PGV,而所受空氣浮力也減少PGV,可見彈性小球的充氣放氣并不影響測量結果,你的質疑很正確。
5.若測量燒杯的質量,須知空氣密度和燒杯的實體積(空心球的實體積即是不包含空心部分的體積,等于總體積減去空心部分體積),通俗的理解,實體積就是物體密實部分的體積總和。知道實體積后也就知道所受空氣浮力,稱量燒杯的結果加上所受到浮力即是燒杯重力,也就知道燒杯質量。