Question

【題目】瀘州沱江二橋復(fù)線橋施工時，要向江中沉放大量的施工構(gòu)件，如圖甲所示，一密度為3×103kg/m3的密閉正方體構(gòu)件被鋼繩緩慢豎直吊入江水中，在勻速沉入江水的過程中，構(gòu)件下表面到江面的距離h逐漸增大，正方體構(gòu)件所受浮力F隨h的變化如圖乙所示，下列判斷正確的是（取g=10N/kg，江水的密度ρ水=1.0×103kg/m3）（　�。�

A.當(dāng)h=1m時，構(gòu)件恰好浸沒在江水中
B.當(dāng)h=2m時，構(gòu)件所受的浮力大小為2.4×105N
C.當(dāng)h=3m時，構(gòu)件底部受到江水的壓強大小為2.0×104Pa
D.當(dāng)h=4m時，構(gòu)件受到鋼繩的拉力大小為1.6×105N

Answer 1

【答案】D
【解析】解：A、在浸沒前，物體下降過程中排開水的體積變大，所以浮力逐漸變大；當(dāng)物體浸沒后排開水的體積不變，根據(jù)F浮=ρ液gV排可知浮力不變；由圖可知當(dāng)h=2m時浮力不變，所以構(gòu)件此時恰好浸沒在江水中；故A錯誤；
B、當(dāng)h=2m時，構(gòu)件恰好浸沒在江水中，則正方體構(gòu)件的邊長為2m，
則排開水的體積V排=V=（2m）3=8m3 ，
構(gòu)件所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N，故B錯誤；
C、當(dāng)h=3m時，構(gòu)件底部所處的深度為3m，
則受到江水的壓強：p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa，故C錯誤；
D、當(dāng)h=4m時，由于構(gòu)件已經(jīng)浸沒在江水中，構(gòu)件受到鋼繩的拉力：
F拉=G﹣F浮=ρ物gV﹣F浮=3×103kg/m3×10N/kg×8m3﹣8×104N=1.6×105N，故D正確．
故選D．
【考點精析】根據(jù)題目的已知條件，利用液體的壓強的計算和浮力大小的計算的相關(guān)知識可以得到問題的答案，需要掌握液體內(nèi)部壓強的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點到液面的距離；浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排．