Question

17．如圖甲所示，左上方裝有電子閥門的圓柱形容器放在水平桌面上，用細線將木塊底部與容器底面相連，控制閥門，使容器中相同時間內流入的水量相等，注水直至圖乙所示狀態，下列表示容器對桌面的壓強p、木塊所受浮力大小F₁、細線對木塊的拉力大小F₂和木塊的重力勢能E_p隨時間t變化的關系圖線中，可能正確的（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 （1）容器對桌面的壓強是固體壓強，用公式p=$\frac{F}{S}$分析即可判斷；
（2）根據F_浮=ρgV_排判斷浮力的變化，當水位在一定高度時，木塊處于漂浮狀態，即浮力等于重力，到完全浸沒后浮力又逐漸增大；
（3）根據浮力的變化分析拉力的變化；
（4）重力勢能與質量和高度有關．

解答 解：A、由題意知，控制閥門，使容器中相同時間內流出的水量相等，所以，相同時間內水增加的重力相同，容器對桌面增加的壓力相同，由p=$\frac{F}{S}$可得，容器對桌面的壓強p₂隨時間均勻增加，故A錯誤；
B、由題意知，控制閥門，使容器中相同時間內流出的水量相等，所以，相同時間內排開水的體積逐漸增加，根據F_浮=ρgV_排知，浮力逐漸增加，當水位在一定高度時，木塊處于漂浮狀態，即浮力等于重力，浮力不再變化，到完全浸沒后浮力又逐漸增大，故B錯誤；
C、在繩子伸直之前，繩子沒有拉力，即拉力為零，繩子伸直后，隨著時間變長，拉力均勻增大，完全浸沒后，浮力不再變化，拉力也不再變化，故C正確；
D、在木塊浮起來之前，木塊的重力勢能不變化，且為零，浮起來后，浮力逐漸增加，重力勢能逐漸增加，繩子伸直后，物體不再升高，重力勢能不再變化，故D錯誤．
故選C．

點評 本題綜合考查了重力勢能的影響因素、浮力變化、拉力變化和固體壓強公式的應用，涉及的內容較多，關鍵是判斷出容器總重力隨時間的變化快慢．