题目内容

将一根粗细均匀的长木棒竖直匀速按入水中,如果在第1秒内浮力对木棒的冲量为I0,则在第n秒内和n秒内浮力的冲量随浸入水中深度的变化关系是多少?

解析:首先由阿基米德定律求出木棒所受浮力随浸入水中深度的变化关系,再作出浮力F随时间变化的图象,根据图象的物理意义,求不同时间内浮力对木棒的冲量.

则设木棒的截面积为S,木棒浸入水中的深度为x,根据阿基米德定律,木棒所受的浮力为

F=ρgSx

由于木棒是匀速进入水中的,故有x=vt,所以木棒所受浮力为

F=ρgSvt

式中ρgSv均为常数,故可写作F=kt

其中k=ρgSv

即浮力Ft成正比

F-t图上作F的图象,如下图所示.OA线与时间轴及F轴的平行线所围成的面积表示浮力的冲量大小.

浮力F在第1秒内的冲量为

浮力在第n秒内的冲量为

浮力在n秒内的冲量为

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答案:     


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