Question

在盛有水的圓柱形容器中，質量為m的均勻木球漂浮在水面上，靜止時有一半體積露出水面．當用豎直向下恒定的壓力F使木球恰好全部沒入水中時，水沒有溢出，木球沒有接觸容器．下列判斷正確的是（ ）
A．在木球逐漸進入水的過程中，所受合力保持不變
B．在木球逐漸進入水的過程中，所受合力逐漸變小
C．木球全部進入水中后與漂浮在水面時相比，水對容器底部的壓力增加mg
D．撤銷壓力F后木球在上浮過程中，所受的合力逐漸變大

Answer 1

【答案】分析：物體所受浮力等于物體排開水的重力，則根據浮力的變化可知當用恒力將小球壓下時合力的變化；
由小球所受浮力的變化可知水所受壓力的變化，則可知水對容器底部的壓力增加值；
解答：解：木球開始時靜止在水面上，所受浮力與重力相等，當施加壓力時，合力等于壓力F；而當木球下沉時，排開水的體積增大，故木球所受浮力增大；故合力等于壓力F減去增大的浮力；故合力減小；故A錯誤，B正確．
小球未浸入時：F_浮=G_物=mg=ρvg，當木球全部浸入時，排開水的體積為球的體積，F_浮′=ρvg=2mg，因此，浮力將增大mg； 則根據牛頓第三定律可得，此時水受到的壓力增大mg，故水對容器底部的壓力增大mg．故C正確；
撤去壓力后，浮力大于重力，木球上浮，因浮力減小，重力不變，故合力減小，故D錯誤；
故選B、C．
點評：本題要求學生能正確利用力的合成方法，同時還要明確力的相互性的應用，是道好題．