Question

10．某同学将一烧杯开口竖直向下缓慢匀速按入水中，当烧杯全部浸入在水中后，继续缓慢匀速向下压一段距离，共用时t₀，从烧杯口接触水面开始计时，此过程中烧怀受水的浮力F随时间t变化的图线，可能是下列图中的（　　）

• A．
• B．
• C．
• D．

Answer 1

分析 将烧杯开口竖直向下缓慢匀速按入水中，假设烧杯内空气体积不变，从烧杯口接触水面开始计时，排开水的体积先变大后不变，由F_浮=ρgV_排可知浮力变化；
现在烧杯内空气受到液体的压强变大、体积变小，从烧杯口接触水面开始计时，排开水的体积先变小，后来近似不变，由F_浮=ρgV_排可知浮力变化．

解答 解：
（1）将烧杯开口竖直向下缓慢匀速按入水中，从烧杯口接触水面开始计时，受到的浮力从0开始，故BC错；
（2）假设烧杯内空气体积不变，从烧杯口接触水面开始计时，排开水的体积先变大后不变，由F_浮=ρgV_排可知浮力先变大（成正比的变化）后不变，如图A所示；
但是，实际上烧杯内空气受到液体的压强变大、体积变小，从烧杯口接触水面开始计时，排开水的体积先变小，后来近似不变，由F_浮=ρgV_排可知浮力先变大（不成正比）后不变，如图D所示，故A错、D正确．
故选D．

点评 本题考查阿基米德原理的应用；关键知道影响浮力大小的因素是物体排开液体的体积和液体的密度