Question

20．如圖甲所示，長(zhǎng)方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下從水中開(kāi)始一直豎直向上做勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，上升到離水面一定的高度處．圖乙是繩子拉力F隨時(shí)間t變化的圖象，取g=10N/kg．根據(jù)圖象信息可知（　　）

• A． 0-t₃的整個(gè)過(guò)程中拉力的功率一直不變
• B． 浸沒(méi)在水中的金屬塊所受合力為20N
• C． 浸沒(méi)在水中的金屬塊所受浮力為20N
• D． 該金屬塊的密度為3.5×10³kg/m³

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式P=Fv可以判定功率的變化；
（2）勻速運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài)，平衡力的合力為零；
（3）對(duì)物體進(jìn)行受力分析，物體受繩的拉力、重力、浮力，浮力等于重力減拉力；
（4）由密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，可求出金屬塊的密度．

解答 解：A、0-t₃的整個(gè)過(guò)程中拉力F是變化的，速度v不變，根據(jù)公式P=Fv可知功率在變化，故A錯(cuò)誤；
B、勻速運(yùn)動(dòng)的物體處于平衡狀態(tài)，浸沒(méi)在水中的金屬塊所受合力為0N，故B錯(cuò)誤；
C、物體浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力：F_浮=G-F=90N-70N=20N，故C正確；
D、浸沒(méi)時(shí)物體排開(kāi)水的體積即物體的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{20N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-3m³，
該金屬塊的密度為：ρ_金=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{90N}{2×1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}$=4.5×10³kg/m³；故D錯(cuò)誤；
故選C．

點(diǎn)評(píng) 本題考查的浮力的綜合計(jì)算，要掌握阿基米德原理和力的平衡知識(shí)，以及功率的公式，要會(huì)從圖象中獲取信息，綜合性較強(qiáng)．