Question

如图所示装置，实心铝块（ρ_铝=2.7克/厘米³）B、C的体积均为10厘米³．当B浸没在水中时，木块A恰能在水平桌面上向左匀速运动．若用铝块D替换C，使A在桌面上向右匀速运动，则D的质量应为（铝块B始终在水中，水与B之间的摩擦以及滑轮处的摩擦均忽略不计）（　　）

A．7克

B．10克

C．17克

D．27克

Answer 1

分析：处于平衡状态的物体受平衡力的作用，一对平衡力的大小相等．
对B进行受力分析，B受到竖直向上的浮力、拉力以及竖直向下的重力，由于绳子对B的拉力和B对绳子的拉力大小相等，因此绳子对A的拉力为F=G-F_浮．
对物体A进行受力分析，确定两种情况下所受摩擦力的方向．注意滑动摩擦力只与压力和接触面的粗糙程度有关；最后根据物体A受处于平衡状态确定所受力之间的关系．

解答：解：当木块A在水平桌面上向左匀速运动时，其受摩擦力水平向右．
根据物体A受平衡力可知：G_C=f+（G_B-F_浮），B、C是体积相同的实心铝块，所以G_B=G_C．即f=F_浮．
当木块向右做匀速运动时，其受摩擦力水平向左．
根据物体A受平衡力可知：G_D+f=G_B-F_浮，因为f=F_浮，所以G_D=G_B-2F_浮，
即m_Dg=ρ_铝gV_B-2ρ_水gV_B
则m_D=ρ_铝V_B-2ρ_水V_B=2.7g/cm³×10cm³-2×1g/cm³×10cm³=7g．
故选A．

点评：此题考查了二力平衡条件的应用，根据二力平衡条件找出两种情况下相等的关系．同时注意摩擦力方向的判断及物体B对A的拉力的确定．