如图示,装有石块的小船浮在水面上时所受浮力为F1,当把石块投入水中后,石块所受浮力为F2,池底对石块的支持力为N,下列判断中不正确的是
A.空船所受浮力为F1-F2-N
B.池底所受水的压力减小
C.石块所受重力等于F1-F2
D.船排开水的体积减小了
试题答案
C
试题解析
当把石块投入水中后,石块下沉至池底,石块受到水的浮力加上池底对石块的支持力等于石块重,据此求出石块重;
石块在船上受到的浮力等于船重加上石块重;石块放入水中二者受到的浮力等于船重加上石块受到的浮力.
由此可以比较两种情况下受浮力大小关系,再根据阿基米德原理判断排开水的体积大小,从而得出水位升降,再根据液体压强公式和压强定义式判断池底所受水的压力变化情况.
解答:把石块投入水中后,石块下沉至池底,
石块的重:
G石=F浮+F支=F2+N,--------------------①
石块在船上,二者受到水的浮力:
F1=G船+G石,
船重:
G船=F1-G石=F1-(F2+N)=F1-F2-N,--------②
∵F浮=ρ水v排g,
∴排开水的体积:
v排=
船自身排开水的体积:
v排′=,
把石块投入水中后,船排开水的体积减小了:
△v排=v排-v排′=-==,-----------------③
把石块投入水中后,二者受到水的浮力:
F1′=G船+F石,
∵石块在水中下沉,
∴石块在水中受到水的浮力小于石块重,
∴F1>F1′,
∵F浮=ρ水v排g,
∴将石块放入水中后,二者排开水的体积变小,使得池内水位下降、水深h变小;
∵p=ρgh,
∴水对池底的压强变小,
∵p=,
∴水对池底的压力变小,--------------------------④
由①②③④可知,C选项符合题意.
故选C.
点评:本题为力学综合题,涉及到压强定义式、液体压强公式、阿基米德原理、物体漂浮条件.要根据题目提供条件分别求出各选项的答案进行判断.
物理学习经验分享:翻译和留痕就是在审题时首先用符号来表示物理量,并标在物理量上,建立物理情景就是运用示意图变抽象为具体。