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一個體積為V重為G的金屬圓柱體掛在彈簧測力計上(圓柱體底面與水面平行),手提彈簧測力計使圓柱體浸入水中處于靜止狀態,如圖所示.圓柱體上底面受到水向下的壓力為F1,圓柱體下底面受到水向上的壓力為F2,圓柱體受到的浮力為F,測力計的示數為T,則下列表達式正確的是( )

A.T+F2=G+F1
B.F1-F2gV
C.F2-F1gV
D.F2=G+F1
【答案】分析:對物體進行受力分析:金屬圓柱體受重力G、拉力T、浮力F作用而處于平衡狀態;由液體壓強公式P=ρgh、壓強公式的變形公式F=PS、浮力公式F=ρgV,求出F1、F2、F,然后由平衡條件列方程求解.
解答:解:金屬圓柱體受力如圖一所示,在重力G,拉力T,浮力F作用下金屬圓柱體處于平衡狀態,
由平衡條件得:T+F=G                ①
金屬圓柱體受到的浮力FgV    
設金屬圓柱體底面積為S,高為h,上下底面距水面的距離分別為h1、h2,如圖二所示.
圓柱體上底面受到水向下的壓力F1=P1S=ρgh1S,
下底面受到水向上的壓力F2=P2S=ρgh2S,
F2-F1gh2S-ρgh2S=ρghS=ρgV=F
即F2-F1=FgV                         ②
把②代入①得T+F2-F1=G,T+F2=G+F1      ③
由①②③知AC正確.
故選AC.
點評:本題考查了:受力分析、液體壓強公式P=ρgh、壓強公式的變形公式F=PS、浮力公式F=ρgV、物體的平衡條件,考查知識點較多,解題過程較復雜,是一道難題.
練習冊系列答案
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B.F1-F2gV
C.F2-F1gV
D.F2=G+F1

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