Question

4．將一密度比水小的木塊，系好繩子后放入甲圖容器中，并把繩子的另一端固定在容器底部的中央，然后沿器壁緩慢勻速倒入水（忽略其他因素影響），容器中水浴木塊位置變化如乙圖．請你在丙圖中畫出木塊從加水到浸沒后的過程中浮力隨時間的變化情況圖，并說出各段變化的理由．（溫馨提示：t₁時木塊恰好離開杯底，t₂時繩子剛好拉直，t₃時木塊剛好充全浸沒．）

Answer 1

分析 根據(jù)阿基米德原理及物體漂浮時浮力與重力的關(guān)系進行分析，將整個過程分為離開容器底前、漂浮且繩子未拉直時、繩子拉直后未完全浸沒前、完全浸沒后幾個階段進行分析．

解答 答：由F_浮=ρ_液gV_排，ρ_液、g不變，V_排越大，F(xiàn)_浮越大；
從0→t₁加水過程中，木塊沒有離開杯底，木塊排開水的體積增大，浮力增大；
從t₁→t₂加水的過程中，木塊離開杯底處于漂浮狀態(tài)，排開水的體積不變，浮力不變；
從t₂→t₃加水過程中，繩子拉直，木塊排開水的體積又不斷變大，浮力再次變大；
從t₃→t₄加水過程中，木塊完全浸沒，排開水的體積不再發(fā)生變化，浮力也不再發(fā)生變化．
圖象如圖所示：

點評 本題通過對木塊所受浮力的分析，考查了對阿基米德原理和浮沉條件的理解和掌握，通過對過程的分析，更鍛煉了學生分析問題的能力．