Question

為了給立方體工件表面均勻地涂上某種油，需要用豎直向下的力F把漂浮在油面上的工件緩緩地壓入油內(nèi)，如圖甲所示．收集有關(guān)數(shù)據(jù)并處理獲得：工件的下底面與油面的距離為h，力F與h的大小關(guān)系如圖乙所示．
（1）圖中CB的延長(zhǎng)線BA段是有意義的，你的理解是：

在工件下底面到水面距離小于0.2m的過程中，需要用一個(gè)方向向上（相反）的力作用于工件上，才能使工件緩緩地進(jìn)入油內(nèi)

．
（2）分析BC段：隨著h的增大，工件所受的浮力大小將

變大

，油對(duì)工件下底面的壓強(qiáng)大小將

變大

（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）若A點(diǎn)的坐標(biāo)為（-a，0），則a=

400

．從圖象分析，a表示了工件一個(gè)物理量的值，這個(gè)量就是工件的

重力

；
（4）C點(diǎn)所對(duì)應(yīng)狀態(tài)下，工件所受的浮力等于

1000

N；工件與油的密度之比為

2：5

．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)F軸的反方向的意義即可判斷；
（2）根據(jù)浮力公式F_浮=ρ_油gV_排，和壓強(qiáng)公式P=ρ_油gh，用控制變量法，F(xiàn)與V_排有關(guān)，P隨h的減小而減小可判斷；
（3）由圖乙中坐標(biāo)系，可得到a的值，它表示工件與油面的距離為0時(shí)，工件受到的豎直向上的拉力，即等于自身受到的重力；
（4）圖乙中，h≥0.5m時(shí)，力F的大小不再發(fā)生變化，而對(duì)木塊受力分析知：力F和木塊的重力之和等于木塊受到的浮力，當(dāng)力F不再發(fā)生變化時(shí)，也就說明了木塊所受浮力不再發(fā)生變化，即沒入油中；那么立方體木塊的棱長(zhǎng)正好為0.5m．
首先，計(jì)算出木塊受到的浮力，即木塊下表面受到的液體的壓力（依據(jù)：浮力產(chǎn)生的原因），而受力面積為棱長(zhǎng)的平方，根據(jù)壓強(qiáng)定義式即可得解．

解答：解：（1）因?yàn)镕軸的反方向表示：作用于工件上的力方向向上（即與重力方向相反），所以正確的理解是：
在工件下底面到水面距離小于0.2m的過程中，需要用一個(gè)方向向上（相反）的力作用于工件上，才能使工件緩緩地進(jìn)入油內(nèi)．
（2）根據(jù)浮力公式F_浮=ρ_油gV_排，和壓強(qiáng)公式P=ρ_油gh，隨著h的增大，工件排開油的體積也隨之增大，所以，受到的浮力將變大，油對(duì)工件下底面的壓強(qiáng)也增大．
（3）由圖乙坐標(biāo)系，可知道A是一次函數(shù)為y=kx+b上的一點(diǎn)，函數(shù)過（0，0.2）和（600，0.5）兩點(diǎn)，所以，函數(shù)為y=5×10^-4x+0.2；
當(dāng)y=0時(shí)，解得x=-400；則a=400，它表示的量就是工件受到的重力
（4）C點(diǎn)處，F(xiàn)_浮=G+F_C=400N+600N=1000N；
P=

F

S

=

F浮

S

=

1000N

(0.5m)2

=4000Pa．
故答案為：（1）在工件下底面到水面距離小于0.2m的過程中，需要用一個(gè)方向向上（相反）的力作用于工件上，才能使工件緩緩地進(jìn)入油內(nèi)（意思相近即可）；（2）變大  變大；（3）400  重力；（3）1000  2：5．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查了壓力、壓強(qiáng)的計(jì)算，能熟練運(yùn)用公式計(jì)算；關(guān)鍵是正確讀圖，知道圖中各點(diǎn)表達(dá)的信息，考查了學(xué)生的讀圖能力．