(2013•裕华区模拟)如图甲所示,长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下,从水中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面上方

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  • 解题思路:分析绳子拉力随时间t变化的图象,当金属块从水中一直竖直向上做匀速直线运动,当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,据此求出金属块重.来判断A是否符合题意.

    当金属块未露出液面时,拉力等于重力减去浮力,据此求金属块受到的浮力,再根据阿基米德原理求金属块排开水的体积(金属块的体积),知道金属块的重,利用重力公式求金属块的质量,最后利用密度公式求金属块的密度.来判断B、C是否符合题意.

    未露出液面,即为图中的AB段,金属块底面所处水的深度h减小,根据p=ρgh,和F=pS可知压强和压力的变化情况,判断D是否符合题意.

    (1)当金属块完全露出液面,没有浸入水中时,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的CD段,

    从图可知,该金属块重力为:G=F=54N,故A说法错误,不符合题意.

    (2)当金属块未露出液面时,即为图中的AB段,

    从图可知,此时绳子的拉力为34N,则金属块受到的浮力大小为:

    F=G-F=54N-34N=20N.故B说法错误,不符合题意.

    (3)∵Fvg,

    ∴金属块排开水的体积(金属块的体积):

    V=V=

    F浮

    ρ水g=[20N

    1.0×103kg/m3×10N/kg═0.002m3

    ∵G=mg,

    ∴金属块的质量为:m=

    G/g]=[54N/10N/kg]═5.4kg,

    金属块的密度为:ρ=[m/V]=

    5.4kg

    0.002m3=2.7×103kg/m3.故C说法正确,符合题意.

    (4)从图可知,在0至t1时间段,即AB过程中金属块逐渐上升,底面所处水的深度h减小,根据p=ρgh,压强减小,根据F=pS可知压力逐减小,故D说法错误,不符合题意.

    故选C.

    点评:

    本题考点: 浮力大小的计算;密度公式的应用.

    考点点评: 本题考查了重力、浮力、质量、密度的计算,以及阿基米德原理,关键是公式和公式变形的应用,难点是通过图乙确定金属块的重力及绳子受到的拉力、会用称重法计算出金属块受到的浮力.

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