Question

4．如圖甲所示，在A的兩側(cè)分別掛上柱狀重物B、C后物體A水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，已知A、B、C的重力分別是10N、20N、30N，則A受到摩擦力的方向是水平向左，大小是10N，如果把C物體浸沒(méi)在足夠深的水中（如圖乙），物體A恰好水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則C物體的密度是1.5g/cm³（分析本題時(shí)不考慮空氣阻力、繩重、滑輪與繩間的摩擦及水的阻力，g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受力平衡，根據(jù)A、B、C的不同大小，可根據(jù)二力的合力規(guī)律判斷A受到的摩擦力大小與方向；
（2）把C物體浸沒(méi)在足夠深的水中，物體A恰好水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)根據(jù)力的平衡，可推算出拉力、浮力的大小，再根據(jù)阿基米德原理的變形公式求出體積，進(jìn)而計(jì)算物體的密度．

解答 解：（1）讀圖甲可知，物體A水平向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)右端的拉力與左端的拉力、摩擦力平衡，即20N+f=30N，
則摩擦力f=30N-20N=10N，方向水平向左；
（2）如圖乙，把C物體浸沒(méi)在足夠深的水中，物體A恰好水平向左做勻速直線運(yùn)動(dòng)，則左側(cè)的拉力F_B，與右側(cè)的摩擦力f′、拉力F_C平衡，
即F_B=f′+F_C，
則F_C=F_B-f′=20N-10N=10N，
對(duì)物體C進(jìn)行受力分析可知，C受到向下的重力、向上的拉力和浮力，
則F_浮=G-F_C=30N-10N=20N，
由公式F_浮=ρgV_排可得，
V_C=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{ρg}$=$\frac{20N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-3m³，
C物體的密度：ρ_C=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{{V}_{C}}$=$\frac{30N}{10N/kg×2×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³=1.5g/cm³．
故答案為：水平向左；10；1.5．

點(diǎn)評(píng) 解答本題的關(guān)鍵是要對(duì)物體進(jìn)行正確的受力分析，據(jù)此得出相應(yīng)的力的大小和方向，再運(yùn)用浮力公式、重力公式、密度公式等進(jìn)行計(jì)算，尤其是求密度有一定的難度，值得關(guān)注．