Question

（2012?大興區(qū)一模）在盛有水的圓柱形容器中，質(zhì)量為m的均勻木球漂浮在水面上，靜止時(shí)有一半體積露出水面．當(dāng)用豎直向下恒定的壓力F使木球恰好全部沒(méi)入水中時(shí)，水沒(méi)有溢出，木球沒(méi)有接觸容器．下列判斷正確的是（　　）

A．在木球逐漸進(jìn)入水的過(guò)程中，所受合力保持不變

B．在木球逐漸進(jìn)入水的過(guò)程中，所受合力逐漸變小

C．撤銷(xiāo)壓力F后木球在上浮過(guò)程中，所受的合力逐漸變大

D．木球全部進(jìn)入水中后與漂浮在水面時(shí)相比，水對(duì)容器底部的壓力增加mg

Answer 1

分析：（1）木球受到F作用恰好浸沒(méi)在水中，說(shuō)明木球受到的浮力、重力和壓力是平衡力，浮力等于重力和壓力之和，浮力在浸沒(méi)時(shí)最大，通過(guò)浮力的變化判斷合力大小變化．
（2）撤去F，木球受到浮力和重力作用，木球漂浮時(shí)浮力等于重力，木球上浮時(shí)，浮力不斷減小，所以木球上升時(shí)，浮力大于重力，合力不斷減小，到木球漂浮時(shí)，合力為零．
（3）對(duì)木球漂浮在水面上和浸沒(méi)在水中，根據(jù)阿基米德原理求出浮力，浮力增加，木球排開(kāi)水的體積增加，對(duì)容器底的壓力增加的量等于浮力增加的量．

解答：解：AB、木球浸沒(méi)在水中時(shí)，木球受到的浮力、重力和壓力是平衡力，
所以，F(xiàn)_浮=G+F，
木球下降時(shí)，重力和壓力不變，浮力增大，在完全浸沒(méi)時(shí)最大，所以木球在下降過(guò)程中，木球受到非平衡力作用，浮力小于重力和壓力的和，合力不斷減小，到浸沒(méi)時(shí)為零．故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．
C、木球上升時(shí)，重力不變，浮力不斷減小，木球漂浮時(shí)，浮力等于重力，所以木球上升時(shí)，浮力總大于重力，合力向上，不斷減小．不符合題意．
D、木球漂浮時(shí)，F(xiàn)_浮=G=

1

2

ρ_水gV，木球浸沒(méi)在水中時(shí)，F(xiàn)'_浮=ρ_水gV，所以浮力增加量為G=mg，所以水對(duì)容器底的壓力增加量為mg．符合題意．
故選BD．

點(diǎn)評(píng)：本題涉及到合力、阿基米德原理、平衡力、漂浮條件等等，綜合性很強(qiáng)，有一定的難度．