Question

1．一边长为10cm的正方体物块，从距离水平地面3m的高处由静止释放，空气阻力忽略不计，用压力传感器记录了从物块撞击地面开始到最后完全静止时的压力变化情况，并根据记录的数据绘制了压力随时间变化的关系图象，如图所示．则下列说法正确的是（　　）

• A． 物块下落过程中，重力所做的功为108J
• B． 物块对地面的最大压强为3.6×10³Pa
• C． 该物块投入水中静止时漂浮于水面
• D． 下落过程中物块的重力势能转化为动能

Answer 1

分析 （1）根据绘制了压力随时间变化的关系图象，可得出木块静止时对地面的压力，利用F=G求木块重力，再利用W=Gh求得重力所做的功；
（2）由图得出最大压力，知道接触面积，利用压强公式求最大压强；
（3）利用G=mg求得其质量，已知正方体物块的边长，可求得其体积，然后利用密度公式求物块的密度，与水的密度进行比较，可判断该物块投入水中静止时是否漂浮于水面．
（4）①动能大小的影响因素：质量、速度．质量越大，速度越大，动能越大；
②重力势能大小的影响因素：质量、被举得高度．质量越大，高度越高，重力势能越大．

解答 解：
（1）根据压力随时间变化的关系图象可知物块静止时对地面的压力F=6N，
则物块重力G=F=6N，
重力对物块所做的功W=Gh=6N×3m=18J；故A错误；
（2）由图象可知，物块撞击地面时的最大压力F_最大=36N，
s=10cm×10cm=100cm²=1×10^-2m²，
则物块对地面的最大压强：
p_最大=$\frac{{F}_{最大}}{S}$=$\frac{36N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3.6×10³Pa；故B正确；
（3）物块的体积V=10cm×10cm×10cm=1000cm³=1×10^-3m³，
物块的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg，
物块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³＜ρ_水，
所以该物块投入水中静止时漂浮于水面，故C正确；
（4）一个物块从高处下落的过程中，物块的重力势能转化成动能（不计空气阻力），故D正确．
故选：BCD．

点评 此题综合考查了重力、功、密度、压强的计算和能量的转化，能从图象中找出有用的信息是本题的关键．