Question

12．如圖所示，臺(tái)秤的托盤(pán)上放一個(gè)裝有500g水的平底燒杯，燒杯質(zhì)量為100g．一個(gè)質(zhì)量為300g的木塊用細(xì)線系在燒杯底并浸沒(méi)在水中，剪掉細(xì)線后，木塊有$\frac{2}{5}$的體積露出水面，則下列說(shuō)法正確的是（　�。�

• A． 剪斷細(xì)線前，木塊所受的浮力等于3N
• B． 剪斷細(xì)線前，托盤(pán)受到的壓力等于4N
• C． 整個(gè)過(guò)程，水對(duì)杯底的壓力變化量等于2N
• D． 整個(gè)過(guò)程，托盤(pán)受到壓力的變化量等于2N

Answer 1

分析 （1）對(duì)木塊進(jìn)行受力分析：剪斷細(xì)線前，木塊受到豎直向下的重力、拉力和豎直向上的浮力；
（2）根據(jù)力的平衡的條件分析水對(duì)杯低的壓力；
（3）將杯內(nèi)物體當(dāng)做一個(gè)整體進(jìn)行分析解答．

解答 解：
A、木塊重力G=mg=0.3kg×10N/kg=3N，木塊被用細(xì)線拉著浸沒(méi)在水中，木塊受到豎直向下的重力、拉力和浮力，木塊所受的浮力等于木塊的重力加上繩子對(duì)它的拉力，大于3N，故A錯(cuò)誤；
B、根據(jù)力的平衡的條件可知，托盤(pán)受到的壓力等于水杯的重力+水的重力+木塊的重力，F(xiàn)=G_總=m_總g=（0.5kg+0.1kg+0.3kg）×10N/kg=9N，故B錯(cuò)誤．
C、木塊浸入水中，此時(shí)木塊受到的浮力是大于重力的，當(dāng)繩子剪斷后，木塊漂浮在水面上，水位會(huì)下降．容器底部受到的壓力會(huì)減小，整個(gè)過(guò)程，水對(duì)杯底的壓力變化量等于木塊浮力的變化量，木塊漂浮時(shí)受到的浮力F₂=G=3N，此時(shí)有$\frac{2}{5}$露出水面，浸入體積為$\frac{3}{5}$V，全浸入時(shí)受到的浮力$\frac{5}{3}$×3N=5N，
△F=△F_浮=F₁-F₂=5N-3N=2N，故C正確；
D、因?yàn)榕_(tái)秤稱(chēng)的是容器里面的所有重力，在木塊上浮的過(guò)程中，臺(tái)秤示數(shù)減�。荒緣K漂浮時(shí)，臺(tái)秤示數(shù)再變回原來(lái)的示數(shù)，故臺(tái)秤示數(shù)是不會(huì)變的，故D錯(cuò)誤．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了阿基米德原理、力的平衡條件的應(yīng)用，綜合性較強(qiáng)，有一定的難度．