Question

【題目】如圖甲所示，長方體金屬塊在細(xì)繩豎直向上拉力作用下從水中開始一直豎直向上做勻速直線運(yùn)動，上升到離水面一定的高度處．圖乙是繩子拉力F隨時間t變化的圖象，根據(jù)圖象信息，解答下列問題：

（1）該金屬塊重力為 N

（2）浸沒在水中的金屬塊受到的浮力大小是 N

（3）請你在丙圖中畫出金屬塊受到的浮力隨時間的變化情況圖，并說出各時間段變化情況的理由．

Answer 1

【答案】54；20；見圖

【解析】

試題分析：（1）（2）分析繩子拉力隨時間t變化的圖象，當(dāng)金屬塊從水中一直豎直向上做勻速直線運(yùn)動，但未露出液面，此時金屬塊排開水的體積不變，由阿基米德原理可知，此時的浮力不變，繩子的拉力也不變，即為圖中的AB段．

當(dāng)金屬塊完全露出液面，沒有浸入水中時，金屬塊不受浮力，此時拉力等于重力，即為圖中的CD段，據(jù)此求出金屬塊重；由AB段和CD段計算浸沒在水中的金屬塊受到的浮力；

（3）根據(jù)各段金屬塊受浮力情況畫出浮力隨時間的變化圖象．

解：由分析可知，AB段表示金屬塊浸沒中水中上升；BC段表示金屬塊逐漸露出水面；CD段表示金屬塊完全露出水面．

（1）當(dāng)金屬塊完全露出液面，沒有浸入水中時，金屬塊不受浮力，此時拉力等于重力，即為圖中的CD段，

從圖可知，該金屬塊重力為：G=F拉=54N；

（2）當(dāng)金屬塊未露出液面時，即為圖中的AB段，

從圖可知，此時繩子的拉力為34N，則金屬塊受到的浮力大小為：

F浮=G﹣F拉=54N﹣34N=20N；

（3）由（1）（2）可知AB段（0﹣t1）金屬塊未露出水面，浮力為20N，CD段（t2﹣t3）金屬塊完全露出水面，受浮力為0，BC段（t1﹣t2）金屬塊受浮力逐漸減小，由此畫出浮力隨時間的變化圖象如圖所示：

．

故答案為：54；20；見上圖．