问题 选择题

如图所示,将重为G 的金属小球用细线系好,浸入盛水的烧杯中(烧杯中的水没有溢出),金属小球受到的浮力为F,杯底增加的压力为△F1;如将此金属小球直接投入水中,杯底增加的压力为△F2,则下列关系式中正确的是

A.△F2-△F1= F

B.△F2+△F1=" G"

C.△F2∶△F1=" G" ∶F

D.△F2∶△F1=F∶G

答案

答案:C

题目分析:①首先对金属球进行受力分析,此时金属小球受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力,则根据力的合成可知G=F+F,则杯底增加的压力为水对杯底增大的压力,即杯底增加的压力等于金属球此时所收到的浮力。②如将此金属小球直接投入水中,此时金属球受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力,则根据力的合成可知G=F支持+F,由于支持力是杯底施加的,所以也受到球对杯底的压力,其大小等于支持力的大小,同时水面上升,增大了水对杯底的压力,与浮力大小相同,从而可以计算出此时杯底增加的压力。

①此时金属小球受到竖直向上的拉力、浮力和竖直向下的重力,如图1所示:

则G=F+F

而杯底增加的压力为水对杯底增大的压力,即杯底增加的压力等于金属球此时所收到的浮力,因此△F1=F

②此时金属球受到竖直向上的支持力、浮力和竖直向下的重力,如图2所示:

则G=F支持+F

而支持力是杯底施加的,所以也受到球对杯底的压力,其大小等于支持力的大小,

同时水面上升,增大了水对杯底的压力,与浮力大小相同,

因此△F2=F支持+F=G.

A、所以△F2﹣△F1=G﹣F;因此A错误.

B、所以△F2+△F1=G+F;因此B错误.

C、所以△F2:△F1=G:F;因此C正确;D错误.

故选C.

点评:本题考查了:物体的受力分析、物体的平衡条件,是一道难题.本题的关键是物体浮沉条件和浮力公式的灵活运用。

单项选择题
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