Question

16．如图甲所示，没有水玻璃水槽中一正方体木块，在水槽口下方设有固定的水平金属网．现缓慢向水槽中注水，使水槽内水面上升，直到水面与水槽口相平．则在注水过程中，浮力是如何变化的，请在坐标中（图乙）画出大致的图象，并说出各段变化的理由．

Answer 1

分析 在注水过程中，经历了四个过程：在木块刚开始离开水槽底部之前、在木块没有接触金属网之前、木块接触到金属网后到水面刚到金属网、水面从金属网到水槽口．先后分析排开水的体积变化，利用阿基米德原理分析木块受到的浮力变化．

解答 解：
在注水过程中，经历了四个过程：
（1）在木块刚开始离开水槽底部之前，随着注入水的质量增大，木块排开水的体积变大，由F_浮=ρ_水V_排g可知，木块受到的浮力不断变大；
（2）在木块离开水槽底部到没有接触金属网之前，木块处于漂浮状态，受到的浮力等于木块重力，大小不变；
（3）木块接触到金属网后到水面刚到金属网的过程中，由于金属网的束缚，使得木块不能继续上升，随着倒水，木块排开水的体积变大，由F_浮=ρ_水V_排g可知，木块受到的浮力变大；
（4）水面从金属网到水槽口的过程中，木块浸没在水中，排开水的体积不变，由F_浮=ρ_水V_排g可知，木块受到的浮力不变．
可见，在注水过程中木块所受到的浮力先变大，后不变、又增大、最后又不变，故作图如下：

点评 能分析清楚木块在碰到金属网之前、碰到金属网之后以及水面在金属网上面木块排开水的体积变化情况是解决本题的关键．