Question

19．为了给立方体加工件表面均匀地涂上某种油，需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内，如图甲所示．油的密度为0.8×10³kg/m³，工件的下底面与油面的距离为h，压力F与h的大小关系如图乙所示．小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的，老师告诉他，力F为负值时，表明它的方向与原来的方向相反了．
（1）分析BC段：随着h的增大，工件所受的浮力大小将变大，油对工件下底面的压强大小将变大；（均填“变大”“变小”或“不变”）
（2）若A点的坐标为（-a，0），由图象分析，a=400，其对应的科学量为一种外力，该外力的方向为竖直向下．
（3）求C点所对应状态下，工件所受的浮力．（不考虑大气压强）．

Answer 1

分析 （1）根据浮力公式F_浮=ρ_油gV_排，和压强公式p=ρ_油gh，用控制变量法，F与V_排有关，p随h的减小而减小可判断；
（2）由图乙中坐标系，可得到a的值，它表示工件与油面的距离为0时，工件受到的竖直向上的拉力，即等于自身受到的重力；
（3）图乙中，h≥0.5m时，力F的大小不再发生变化，而对木块受力分析知：力F和木块的重力之和等于木块受到的浮力，当力F不再发生变化时，也就说明了木块所受浮力不再发生变化，即没入油中；据此计算出木块受到的浮力，即木块下表面受到的液体的压力（依据：浮力产生的原因）．

解答 解：（1）根据浮力公式F_浮=ρ_油gV_排和压强公式p=ρ_油gh，随着h的增大，工件排开油的体积也随之增大，
所以，受到的浮力将变大，油对工件下底面的压强也增大．
（2）由图乙坐标系，可知道A是一次函数为y=kx+b上的一点，函数过（0，0.2）和（600，0.5）两点，
所以，函数为y=5×10^-4x+0.2；
当y=0时，解得x=-400；
则a=400，它表示的量就是工件受到的重力，其方向竖直向下；
（3）图乙中，h≥0.5m时，力F的大小不再发生变化，
对木块受力分析知：力F和木块的重力之和等于木块受到的浮力，
所以C点所对应状态下，工件所受的浮力F_浮=G+F_C=400N+600N=1000N；
故答案为：（1）变大；变大；（2）400；竖直向下；（3）C点所对应状态下，工件所受的浮力为1000N．

点评 本题主要考查了压力、压强的计算，能熟练运用公式计算；关键是正确读图，知道图中各点表达的信息，考查了学生的读图能力．