Question

20．如图甲，石料在钢丝绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部浸没在水中．图乙是钢丝绳拉力随时间t变化的图象．若不计水的摩擦，下列说法正确的是（　　）

• A． 石料所受重力为900N
• B． 在t₁-t₂时间段石料受到的浮力逐渐变小
• C． 在t₂-t₃时间段石料下表面所受水的压强大小不变
• D． 石料的密度为2.8×10³kg/m³

Answer 1

分析 分析钢绳拉力随时间t变化的图象，当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，据此求出石料重；当石块全浸入后，拉力等于重力减去浮力，据此求石料受到的浮力，再根据阿基米德原理求石料排开水的体积（石料的体积），知道石料重，利用重力公式求石料的质量，最后利用密度公式求石料的密度．

解答 解：由图乙可知，石料的重为1400N，石料浸没后钢丝绳的拉力为900N，则石料受到的浮力大小为：
F_浮=G-F_拉=1400N-900N=500N，
因为F_浮=ρ_水V_排g，
则石料排开水的体积（石料的体积）：
V_石=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5000N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.05m³，
又由于G=mg=1400N，
则石料的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{1400N}{10N/kg}$=140kg，
石料的密度：
ρ_石=$\frac{m}{V}$=$\frac{140kg}{0.05{m}^{3}}$=2.8×10³kg/m³．
故A错误，D正确；
B、在t₁～t₂之间石料受到的拉力逐渐变小，则F_浮=G-F，故F_浮变大，故B错误；
C、在t₂～t₃之间石料下表面所处水的深度增大，则所受水的压强变大，故C错误．
故选：D．

点评 本题的解题关键是通过图乙确定石料的重力及钢丝绳受到的拉力、会用称重法计算出石料受到的浮力．