Question

【題目】如圖甲所示，長(zhǎng)方體金屬塊在細(xì)繩拉力作用下，在水中和水面的上的情景，圖乙是繩子拉力F隨時(shí)間t變化的圖象，根據(jù)圖象信息，解答下列問題：

(1)圖乙中AB段反映金屬塊所受的浮力大小與物體_____無關(guān)，BC段與甲圖中對(duì)應(yīng)的過程是_____選填“M到N”、“N到P”、“P到N”或“P到Q”；

(2)浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是_____N；

(3)請(qǐng)你在圖丙中畫出金屬塊受到的浮力F浮隨時(shí)間t(0~t2)時(shí)間內(nèi)的變化情況圖象。

（________）

Answer 1

【答案】浸沒深度 N到P 20

【解析】

(1)[1][2]圖乙中縱坐標(biāo)表示繩子的拉力，橫坐標(biāo)表示時(shí)間，AB段說明繩子的拉力F大小與時(shí)間無關(guān)，根據(jù)F浮=G-F可知，AB段(0-t1)金屬塊所受浮力大小不變，由阿基米德原理可知：物體排開液體的體積不變，這個(gè)階段物體由M到N，所以，圖乙中AB段反映金屬塊所受的浮力大小與物體浸沒深度無關(guān)；BC段，物體所受拉力隨時(shí)間的變化而增大，說明這個(gè)階段物體受到浮力逐漸減小，由阿基米德原理知：物體排開液體的體積逐漸減小，所以，BC段與甲圖中對(duì)應(yīng)的過程是N到P。

(2)[3]AB段物體受到的拉力為30N保持不變，這個(gè)階段物體浸沒在水中；CD段拉力保持50N不變，對(duì)應(yīng)的過程由P到Q，物體的重力等于拉力，G=50N，所以，浸沒在水中的金屬塊受到的浮力

F浮=G-F=G=50N-30N=20N

(3)[4] (0-t1)時(shí)間物體受到的浮力不變，(t1-t2)時(shí)間物體受到的浮力逐漸減小，且

F浮=ρ水gV排═ρ水gS底(l-x)=ρ水gS底(l-vt)

l為長(zhǎng)方體的高，x=vt表示金屬塊在這過程中上升的距離，S底為金屬塊的橫截面積，ρ水gS底為常數(shù)，金屬塊受到的浮力F浮與t成一次函數(shù)關(guān)系。由此畫出金屬塊受到的浮力F浮隨時(shí)間t(0～t2時(shí)間內(nèi))的變化情況圖象，如圖所示：