Question

4．將一密度比水小的木塊，系好繩子后放入甲圖容器中，并把繩子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁緩慢勻速倒入水（忽略其他因素影響），容器中水浴木塊位置變化如乙圖．請(qǐng)你在丙圖中畫出木塊從加水到浸沒后的過程中浮力隨時(shí)間的變化情況圖，并說出各段變化的理由．（溫馨提示：t₁時(shí)木塊恰好離開杯底，t₂時(shí)繩子剛好拉直，t₃時(shí)木塊剛好充全浸沒．）

Answer 1

分析 根據(jù)阿基米德原理及物體漂浮時(shí)浮力與重力的關(guān)系進(jìn)行分析，將整個(gè)過程分為離開容器底前、漂浮且繩子未拉直時(shí)、繩子拉直后未完全浸沒前、完全浸沒后幾個(gè)階段進(jìn)行分析．

解答 答：由F_浮=ρ_液gV_排，ρ_液、g不變，V_排越大，F(xiàn)_浮越大；
從0→t₁加水過程中，木塊沒有離開杯底，木塊排開水的體積增大，浮力增大；
從t₁→t₂加水的過程中，木塊離開杯底處于漂浮狀態(tài)，排開水的體積不變，浮力不變；
從t₂→t₃加水過程中，繩子拉直，木塊排開水的體積又不斷變大，浮力再次變大；
從t₃→t₄加水過程中，木塊完全浸沒，排開水的體積不再發(fā)生變化，浮力也不再發(fā)生變化．
圖象如圖所示：

點(diǎn)評(píng) 本題通過對(duì)木塊所受浮力的分析，考查了對(duì)阿基米德原理和浮沉條件的理解和掌握，通過對(duì)過程的分析，更鍛煉了學(xué)生分析問題的能力．