Question

如圖所示裝置，實心鋁塊（ρ_鋁=2.7克/厘米3）B、C的體積均為10厘米³．當B浸沒在水中時，木塊A恰能在水平桌面上向左勻速運動．若用鋁塊D替換C，使A在桌面上向右勻速運動，則D的質量應為（鋁塊B始終在水中，水與B之間的摩擦以及滑輪處的摩擦均忽略不計）（ ）

A．7克
B．10克
C．17克
D．27克

Answer 1

【答案】分析：處于平衡狀態的物體受平衡力的作用，一對平衡力的大小相等．
對B進行受力分析，B受到豎直向上的浮力、拉力以及豎直向下的重力，由于繩子對B的拉力和B對繩子的拉力大小相等，因此繩子對A的拉力為F=G-F_浮．
對物體A進行受力分析，確定兩種情況下所受摩擦力的方向．注意滑動摩擦力只與壓力和接觸面的粗糙程度有關；最后根據物體A受處于平衡狀態確定所受力之間的關系．
解答：解：當木塊A在水平桌面上向左勻速運動時，其受摩擦力水平向右．
根據物體A受平衡力可知：G_C=f+（G_B-F_浮），B、C是體積相同的實心鋁塊，所以G_B=G_C．即f=F_浮．
當木塊向右做勻速運動時，其受摩擦力水平向左．
根據物體A受平衡力可知：G_D+f=G_B-F_浮，因為f=F_浮，所以G_D=G_B-2F_浮，
即m_Dg=ρ_鋁gV_B-2ρ_水gV_B
則m_D=ρ_鋁V_B-2ρ_水V_B=2.7g/cm³×10cm³-2×1g/cm³×10cm³=7g．
故選A．
點評：此題考查了二力平衡條件的應用，根據二力平衡條件找出兩種情況下相等的關系．同時注意摩擦力方向的判斷及物體B對A的拉力的確定．