Question

7．如圖甲所示，桌面上一個薄壁圓柱形容器中注入適量的水，一邊長為10cm的正方體物塊被緩緩吊入水中．在沉入過程中，其下表面到水面的距離為h，隨著h的增大，細繩拉力F_細、物塊所受浮力F_浮的變化如圖乙所示（物塊未接觸容器底部，水未溢出）．g取10N/kg，則下列說法中正確的是（　　）
①反映物塊所受浮力F_浮隨h變化的圖線是a；
②反映物塊所受浮力F_浮隨h變化的圖線是b；
③物塊受到的重力是15N；
④物塊在水中受到的最大浮力是10N．

• A． 只有①③
• B． 只有②③
• C． 只有①④
• D． 只有②④

Answer 1

分析 （1）先分析構件下沉過程中，排開水的體積變大，因此構件受到的浮力變大，當構件排開水的體積不變時，構件受到的浮力也不再改變，而鋼絲繩的拉力等于構件的重力減去浮力，即鋼絲繩對構件拉力先減小后不變，找出符合浮力變化的圖象；
（2）根據浮力與液體的密度和排開水的體積有關進行分析得出，當構件全部淹沒時，排開水的體積最大，則構件受到的浮力最大．

解答 解：（1）由圖甲可知，物體在浸入水中的過程是排開的水的體積變大，所以浮力逐漸變大，
當物體浸沒后排開水的體積不變，所以浮力不變；因此圖乙中反映F_浮隨h變化的圖線是b；故①錯誤，②正確；
（2）由圖乙可知，當物體浸沒后所受的拉力
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×（0.1m）³=10N，故④正確；
物體浸沒后，在緩緩沉入的過程中，所受的拉力與浮力大小之和等于物體的重力．  
G=F+F_浮=15N+10N=25N．故③錯誤．
故選D．

點評 本題注意涉及速度公式的計算和浮力大小的變化，本題具有一定的難度需要學生靈活的運用相應的知識．