Question

20．如图甲所示，长方体金属块在细绳竖直向上拉力作用下从水中开始一直竖直向上做匀速直线运动，上升到离水面一定的高度处．图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象，取g=10N/kg．根据图象信息可知（　　）

• A． 0-t₃的整个过程中拉力的功率一直不变
• B． 浸没在水中的金属块所受合力为20N
• C． 浸没在水中的金属块所受浮力为20N
• D． 该金属块的密度为3.5×10³kg/m³

Answer 1

分析 （1）根据公式P=Fv可以判定功率的变化；
（2）匀速运动的物体处于平衡状态，平衡力的合力为零；
（3）对物体进行受力分析，物体受绳的拉力、重力、浮力，浮力等于重力减拉力；
（4）由密度公式ρ=$\frac{m}{V}$，可求出金属块的密度．

解答 解：A、0-t₃的整个过程中拉力F是变化的，速度v不变，根据公式P=Fv可知功率在变化，故A错误；
B、匀速运动的物体处于平衡状态，浸没在水中的金属块所受合力为0N，故B错误；
C、物体浸没在水中时所受的浮力：F_浮=G-F=90N-70N=20N，故C正确；
D、浸没时物体排开水的体积即物体的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{20N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-3m³，
该金属块的密度为：ρ_金=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{90N}{2×1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}$=4.5×10³kg/m³；故D错误；
故选C．

点评 本题考查的浮力的综合计算，要掌握阿基米德原理和力的平衡知识，以及功率的公式，要会从图象中获取信息，综合性较强．