Question

20．如圖甲所示，長方體金屬塊在細繩豎直向上拉力作用下從水中開始一直豎直向上做勻速直線運動，上升到離水面一定的高度處．圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖象，取g=10N/kg．根據圖象信息可知（　　）

• A． 0-t₃的整個過程中拉力的功率一直不變
• B． 浸沒在水中的金屬塊所受合力為20N
• C． 浸沒在水中的金屬塊所受浮力為20N
• D． 該金屬塊的密度為3.5×10³kg/m³

Answer 1

分析 （1）根據公式P=Fv可以判定功率的變化；
（2）勻速運動的物體處于平衡狀態，平衡力的合力為零；
（3）對物體進行受力分析，物體受繩的拉力、重力、浮力，浮力等于重力減拉力；
（4）由密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，可求出金屬塊的密度．

解答 解：A、0-t₃的整個過程中拉力F是變化的，速度v不變，根據公式P=Fv可知功率在變化，故A錯誤；
B、勻速運動的物體處于平衡狀態，浸沒在水中的金屬塊所受合力為0N，故B錯誤；
C、物體浸沒在水中時所受的浮力：F_浮=G-F=90N-70N=20N，故C正確；
D、浸沒時物體排開水的體積即物體的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{20N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-3m³，
該金屬塊的密度為：ρ_金=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{90N}{2×1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}$=4.5×10³kg/m³；故D錯誤；
故選C．

點評 本題考查的浮力的綜合計算，要掌握阿基米德原理和力的平衡知識，以及功率的公式，要會從圖象中獲取信息，綜合性較強．