Question

10．某同學將一燒杯開口豎直向下緩慢勻速按入水中，當燒杯全部浸入在水中后，繼續緩慢勻速向下壓一段距離，共用時t₀，從燒杯口接觸水面開始計時，此過程中燒懷受水的浮力F隨時間t變化的圖線，可能是下列圖中的（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 將燒杯開口豎直向下緩慢勻速按入水中，假設燒杯內空氣體積不變，從燒杯口接觸水面開始計時，排開水的體積先變大后不變，由F_浮=ρgV_排可知浮力變化；
現在燒杯內空氣受到液體的壓強變大、體積變小，從燒杯口接觸水面開始計時，排開水的體積先變小，后來近似不變，由F_浮=ρgV_排可知浮力變化．

解答 解：
（1）將燒杯開口豎直向下緩慢勻速按入水中，從燒杯口接觸水面開始計時，受到的浮力從0開始，故BC錯；
（2）假設燒杯內空氣體積不變，從燒杯口接觸水面開始計時，排開水的體積先變大后不變，由F_浮=ρgV_排可知浮力先變大（成正比的變化）后不變，如圖A所示；
但是，實際上燒杯內空氣受到液體的壓強變大、體積變小，從燒杯口接觸水面開始計時，排開水的體積先變小，后來近似不變，由F_浮=ρgV_排可知浮力先變大（不成正比）后不變，如圖D所示，故A錯、D正確．
故選D．

點評 本題考查阿基米德原理的應用；關鍵知道影響浮力大小的因素是物體排開液體的體積和液體的密度