Question

【題目】如圖所示，在溢水杯中裝滿水，將掛在彈簧測力計下的鐵塊緩慢放入水中，從鐵塊下表面剛剛接觸水面直至測力計示數為零的過程中

A. 鐵塊受到的浮力一直變大

B. 溢水杯底部受到水的壓力一直變大

C. 彈簧測力計對手的拉力先變小，后變大

D. 桌面受到溢水杯的壓強先不變，后變大

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據題意知道，從鐵塊下表面剛剛接觸水面到鐵塊浸沒在水中的過程，鐵塊排開水的體積不斷變大，由F浮=ρgV排知道，浮力逐漸變大；當鐵塊浸沒后，再繼續(xù)下沉，則鐵塊排開水的體積不再變化，由F浮=ρgV排知道，浮力不再變化，故A錯誤；

由于從鐵塊下表面剛剛接觸水面直至測力計示數為零的過程中，水的深度不變，由p=ρgh知道，溢水杯底部受到水的壓強不變，又因為杯底的面積不變，由F=pS知道，杯底受到水的壓力不變，故B錯誤；

在鐵塊向下運動并與底部接觸之前，彈簧測力計對手的拉力等于鐵塊與測力計的總重力減去鐵塊受到的浮力，即F拉=G總-F浮；由于浮力先變大后不變，所以測力計對手的拉力先變小后不變；鐵塊接觸溢水杯底部直至測力計示數為零的過程中，由于鐵塊受到溢水杯底部的支持力作用，所以彈簧測力計對手的拉力是：F拉′=G總-F浮-F支，即拉力再減小；由此可知，整個過程中彈簧測力計對手的拉力先變小，后不變，再變小，故C錯誤；

從鐵塊下表面剛剛接觸水面到鐵塊下表面剛剛接觸溢水杯底部，且對底部沒有壓力的過程中，鐵塊受到的浮力先變大后不變，但始終等于其排開水的重力，此時溢水杯對桌面的壓力：F壓 =G杯和水 +F浮 -G排水 （其中G杯和水為溢水杯和剩余水的總重力，G排水為溢出水的重力），所以，溢水杯對桌面的壓力始終不變，根據 知道，溢水杯對桌面的壓強不變；當鐵塊接觸溢水杯底部，且對底部產生壓力的過程中，由于不再有水溢出，且鐵塊對溢水杯底部有壓力，所以溢水杯對桌面的壓力變大，由知道，溢水杯對桌面的壓力壓強變大；綜上所述，整個過程中桌面受到溢水杯的壓強先不變，后變大，故D正確。