Question

16．如圖甲所示，沒(méi)有水玻璃水槽中一正方體木塊，在水槽口下方設(shè)有固定的水平金屬網(wǎng)．現(xiàn)緩慢向水槽中注水，使水槽內(nèi)水面上升，直到水面與水槽口相平．則在注水過(guò)程中，浮力是如何變化的，請(qǐng)?jiān)谧鴺?biāo)中（圖乙）畫(huà)出大致的圖象，并說(shuō)出各段變化的理由．

Answer 1

分析 在注水過(guò)程中，經(jīng)歷了四個(gè)過(guò)程：在木塊剛開(kāi)始離開(kāi)水槽底部之前、在木塊沒(méi)有接觸金屬網(wǎng)之前、木塊接觸到金屬網(wǎng)后到水面剛到金屬網(wǎng)、水面從金屬網(wǎng)到水槽口．先后分析排開(kāi)水的體積變化，利用阿基米德原理分析木塊受到的浮力變化．

解答 解：
在注水過(guò)程中，經(jīng)歷了四個(gè)過(guò)程：
（1）在木塊剛開(kāi)始離開(kāi)水槽底部之前，隨著注入水的質(zhì)量增大，木塊排開(kāi)水的體積變大，由F_浮=ρ_水V_排g可知，木塊受到的浮力不斷變大；
（2）在木塊離開(kāi)水槽底部到?jīng)]有接觸金屬網(wǎng)之前，木塊處于漂浮狀態(tài)，受到的浮力等于木塊重力，大小不變；
（3）木塊接觸到金屬網(wǎng)后到水面剛到金屬網(wǎng)的過(guò)程中，由于金屬網(wǎng)的束縛，使得木塊不能繼續(xù)上升，隨著倒水，木塊排開(kāi)水的體積變大，由F_浮=ρ_水V_排g可知，木塊受到的浮力變大；
（4）水面從金屬網(wǎng)到水槽口的過(guò)程中，木塊浸沒(méi)在水中，排開(kāi)水的體積不變，由F_浮=ρ_水V_排g可知，木塊受到的浮力不變．
可見(jiàn)，在注水過(guò)程中木塊所受到的浮力先變大，后不變、又增大、最后又不變，故作圖如下：

點(diǎn)評(píng) 能分析清楚木塊在碰到金屬網(wǎng)之前、碰到金屬網(wǎng)之后以及水面在金屬網(wǎng)上面木塊排開(kāi)水的體積變化情況是解決本題的關(guān)鍵．