Question

【題目】為了給立方體工件表面均勻地涂上某種油，需要用豎直向下的力F把漂浮在油面上的工件緩緩地壓入油內(nèi)，如圖甲所示。工件的下底面與油面的距離為h，力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示。小科覺得圖中CB的延長線BA段是沒有意義的，老師告訴他，力F為負(fù)值時(shí)，表明它的方向與原來的方向相反了。

（1）分析BC段：隨著h的增大，工件所受的浮力大小將_______，油對工件下底面的壓強(qiáng)大小將_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；

（2）若A點(diǎn)的坐標(biāo)為（﹣a，0），則a＝_______，從圖象分析，a表示了工件一個(gè)物理量的值，這個(gè)量就是工件的_______；

（3）工件在D點(diǎn)時(shí)受到的浮力為_______N。

Answer 1

【答案】變大 變大 400 重力 1000

【解析】

（1）根據(jù)浮力公式F浮＝ρ油gV排和壓強(qiáng)公式p＝ρ油gh，用控制變量法，F與V排有關(guān)，p隨h的減小而減小可判斷；

（2）由圖乙中坐標(biāo)系，可得到a的值，它表示工件與油面的距離為0時(shí)，工件受到的豎直向上的拉力，即等于自身受到的重力；

（3）圖乙中，h≥0.5m時(shí)，力F的大小不再發(fā)生變化，而對木塊受力分析知：力F和木塊的重力之和等于木塊受到的浮力，計(jì)算出木塊受到的浮力，即木塊下表面受到的液體的壓力（依據(jù)：浮力產(chǎn)生的原因）。

（1）隨著h的增大，工件排開油的體積也隨之增大，根據(jù)F浮＝ρ油gV排可知，工件受到的浮力將變大；

根據(jù)p＝ρ油gh可知，油對工件下底面的壓強(qiáng)也增大。

（2）由圖乙可知，h與F成一次函數(shù)，設(shè)為h＝kF+b；

圖中A是一次函數(shù)圖象上的一點(diǎn)，函數(shù)過（0，0.2）和（600，0.5）兩點(diǎn)，

將（0，0.2）、（600，0.5）代入h＝kF+b；可得：

一次函數(shù)為h＝5×10﹣4F+0.2；

當(dāng)h＝0時(shí)，解得F＝﹣400；則a＝400，它表示的量就是工件受到的重力。

（3）圖乙中，h≥0.5m時(shí)，力F的大小不再發(fā)生變化，說明浮力也不變；

而對木塊進(jìn)行受力分析可知，壓力F與木塊的重力之和等于木塊受到的浮力，

所以工件在D點(diǎn)時(shí)受到的浮力：

F浮＝G+FD＝400N+600N＝1000N；