Question

19．如圖所示，將正方體鐵塊放在空燒杯中，沿燒杯壁緩慢向燒杯中加水至虛線處，鐵塊受到浮力作用．在加水的過程中，燒杯底對鐵塊的支持力F與水的深度h的關系圖象正確的是（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 （1）在加水的過程中，在鐵塊浸沒水中之前，排開水的體積變大，由阿基米德原理知道受到的浮力增大；在鐵塊浸沒水中之后，排開水的體積不變，由阿基米德原理知道受到的浮力不變，可見鐵塊受到的浮力是先變大、后不變；
（2）容器底對鐵塊的支持力等于鐵塊的重力減去浮力，鐵塊重力不變，據此分析容器底對鐵塊的支持力的變化情況．

解答 解：
（1）在鐵塊浸沒水中之前，V_排變大，因為F_浮=ρ_水V_排g，所以鐵塊受到的浮力變大；
在鐵塊浸沒水中之后，V_排不變，因為F_浮=ρ_水V_排g，所以鐵塊受到的浮力不變；可見鐵塊受到的浮力是先變大、后不變；
（2）對鐵塊進行受力分析可知，鐵塊共受到重力、支持力和浮力三個力的作用，且F_支=G-F_浮，F_浮先變大、后不變；
所以，F_支先變小、后不變；
圖C說明容器底對鐵塊的支持力F隨水的深度h的增大，先變小、后不變，所以圖C符合支持力的變化規律，
故選C．

點評 本題考查了學生對阿基米德原理、力的合成的掌握和運用，能確定在加水的全過程中鐵塊排開水的體積變化是本題的關鍵．