如图甲所示,盛水容器底部连接一竖直弹簧,弹簧上端连接立方体木块A,木块刚好完全浸没在水中。

浮力 已结 1 431
杨卫国
杨卫国 2021-11-28 09:45

如图甲所示,盛水容器底部连接一竖直弹簧,弹簧上端连接立方体木块A,木块刚好完全浸没在水中。现打开容器侧面底部的阀门B,使水缓慢流出,直至木块A完全离开水面。记录得到弹簧弹力大小F与木块顶部露出水面的高度h的关系如图乙所示。已知水的密度ρ1.0×103kg/m3。下列正确的是(  )

image.png

Ah1h213 

Bh1h225      

C.木块的密度等于image.png 

D.木块的密度等于image.png

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1条回答
  •  高翔
    高翔 (最佳回答者)
    2021-11-3 16:35

    答案:AD

    解析:

    1)根据图象可知,C点木块A刚好完全浸没在水中,

    image.png

    因为ρρ,所以此时木块所受的浮力大于木块的重力,即

    FG

    则弹簧对木块有竖直向下的拉力,弹簧被拉伸,由此可知CD段弹簧处于伸长状态;

    设弹簧每伸长1cm受到的拉力为F;则此时弹簧的拉力:

    F0Fh1 ﹣﹣

    D点时,弹簧弹力F0N,弹簧处于原长,此时木块漂浮在水面上,

    E点木块A完全离开水面时,弹簧被压缩,此时弹簧的压缩量为

    hh2h1

    则弹簧的压力:

    2F0FhFh2h1),﹣﹣﹣﹣

    ①②可得:

    2Fh1Fh2h1),

    所以

    h1h213,故A正确,B错误;

    2)在C点木块完全浸没时,木块排开水的体积VV0

    此时弹簧的弹力

    F0FG﹣﹣﹣

    E点木块A完全离开水面时,弹簧被压缩,此时弹簧弹力等于木块的重力,

    即弹簧弹力:

    2F0G﹣﹣﹣﹣

    ③④可得:

    2FG)=G

    即:

    2ρgV0ρgV0)=ρgV0

    所以,木块的密度

    image.png,故C错误,D正确。

    故选:AD


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