题目内容

11．如图甲 （a）所示，长方体金属块在细绳竖直向上的拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处．图甲（b）是绳子拉力F随时间t变化的图象，根据图象信息判断：
（1）该金属块重力的大小为54N．
（2）浸没在水中的金属块受到的浮力大小为20N．
（3）在t1至t2时间段金属块在水中受到的浮力逐渐减小（选填“增大”或“减小”）．
（4）如图乙所示，一只未点燃的蜡烛的下面插入一根小铁钉使蜡烛能竖直漂浮在水面上，露出部分的长度为L．当把水面以上部分截掉后，剩余部分将A．
A．露出水面一部分  B．悬浮水中  C．下沉  D．无法判断
（5）小岚同学将一只塑料可乐瓶剪去底部制成漏斗，做了如下实验：
（a）如图丙（a）所示，把一只乒乓球放在瓶内（瓶颈的截面直径略小于乒乓球的直径），从上面倒入水，观察到有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出，但乒乓球并不上浮．乒乓球没有浮起来的原因是受到重力和水对它向下的压力．
（b）如图丙（b）所示，用手堵住瓶颈的出水口，水继续流下并注满瓶颈后，乒乓球上浮．乒乓球上浮的原因是乒乓球受到的浮力大于乒乓球的重力．

分析 （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，据此求出金属块重；
（2）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，但未露出液面，此时金属块排开水的体积不变，由阿基米德原理可知，此时的浮力不变，绳子的拉力也不变，即为图中的AB段．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；
（3）首先判断拉力的在t1至t2时间段内的变化，再利用公式F浮=G-F拉判断浮力的变化．
（4）由于蜡块处于漂浮状态，此时的浮力等于总重力，切去一部分后，所受浮力等于剩余部分的总重力，根据这一关系，对物体进行受力分析，再结合浮沉条件可得出结论．（5）a、乒乓球上表面受到水的压力大于下表面受到水的压力，利用同一直线上二力的合成得出乒乓球受到的合力，分析球不能上浮的原因；
b、水继续流下并注满瓶颈后，根据物体的浮沉条件分析判断；

解答 解：（1）当金属块完全露出液面时，金属块不受浮力，此时拉力等于重力，即为图中的CD段，
由图可知，该金属块重力为：G=F拉=54N；
（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，
则金属块浸没时受到的浮力为：F浮=G-F拉=54N-34N=20N；
（3）从图可知，绳子的拉力在t1至t2时间段内逐渐变大，
由F浮=G-F拉可知，浮力逐渐变小．
（4）第一次漂浮时，物体重力分为三部分：铁钉重G铁、水面以下的蜡烛重G1、水面以上的蜡烛重G2，浸入水中的体积设为V1，此时物体受到总浮力为F1=ρ水gV1，此时浮力等于重力，则F1=G铁+G1+G2
切掉G2后放入水中，假设完全浸没，则所受浮力F2=ρ水gV1=F1＞G铁+G1，物体将上浮，所以物体不会被浸没，将有一部分露出水面，故选A．
（5）a、当有水从乒乓球与瓶颈之间的缝隙中流出，乒乓球下面的水向下流，下表面受到的压力为0，上表面受到的水的压力不为0，受到的合力方向向下，所以乒乓球受到重力和水对它向下的压力不能上浮；
（2）用手堵住瓶颈的出水口，水继续流下并注满瓶颈后，乒乓球浸没水中，乒乓球受到的浮力（上下表面产生了压力差）大于重力，所以乒乓球将上浮．
故答案为：乒乓球受到向下的压力大于向上的压力，乒乓球受到的浮力大于重力．故答案为：（1）54；（2）20；（3）减小；（4）A；（5）（a）受到重力和水对它向下的压力；（b）乒乓球受到的浮力大于乒乓球的重力．

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和物体浮沉条件的应用，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．

练习册系列答案
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1．如图所示，台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯，一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没在水中，剪掉细绳以后，木块上浮至静止，下列说法正确的是（　　）
A．剪断细线前，木块所受的浮力等于木块的重力
B．剪断细线前，托盘受到的压力等于烧杯与水的重力之和
C．剪断细线后，水对杯底的压力变化量等于木块浮力的变化量
D．剪断细线后，托盘受到压力的变小
2．同时将体积之比为2：1的长方体物块A（ρA=1.2g/cm3）和长方体物块B（ρB=0.3g/cm2）浸没在盛水的容器中，如图所示，松手后至A、B静止，则它们所受浮力随时间变化的大致图象是（　　）
A．B．C．D．
19．设想你在5km深的蛟龙号潜水器中把一只脚伸到外面的水里，海水对你脚背压力的大小相当于（　　）个人的重力！
A．50B．500C．1000D．50000
6．不同的物理量，具有不同的单位，下列单位中不属于功率单位的是（　　）
A．J/sB．WC．N•m/sD．N•m
3．用图甲所示装置“观察水的沸腾”实验：

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10．根据你的生活经验，下列数值中最接近实际情况的是（　　）
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（4）小慧还发现在同种液体中，金属盒距液面的距离相同时，只改变金属盒的方向，U形管两边液柱的高度差不变（选填“不变“或“变化“）．表明在相同条件下，液体内部向各个方向的压强相等．

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