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在盛有水的圆柱形容器中,质量为m的均匀木球漂浮在水面上,静止时有一半体积露出水面...

在盛有水的圆柱形容器中,质量为m的均匀木球漂浮在水面上,静止时有一半体积露出水面.当用竖直向下的力缓慢地将木球压下恰好全部没入水中时,水没有溢出,木球没有接触容器.下列判断正确的是( )
A.在木球逐渐进入水的过程中,所受合力保持不变
B.在木球逐渐进入水的过程中,所受合力逐渐变大
C.木球全部进入水中后与漂浮在水面时相比,水对容器底部的压力增加mg
D.撤销压力后木球开始上浮至稳定状态过程中,所受的合力逐渐变小
(1)木球漂浮在水面上,所受向上的浮力等于向下的重力和压力,则根据浮力的变化可知压力的变化,因木球是缓慢地压下则合力没有变化; (2)由木球的排开水的体积的变化可知排开水的重力变化,因水没有溢出,所以圆柱形容器水的液面升高,对底部的压力增大;因此由木球排开水的重力可知圆柱形容器的压力增加量. (3)木球没入水中时撤销压力F后,木球只受重力和浮力的作用,浮力大于重力,木球会上浮,上浮过程中,木球排开液体的体积逐渐减小,受到的浮力的减小,与重力相比可知合力的变化. 【解析】 (1)木球开始时静止在水面上,所受浮力与重力相等,当施加压力时,合力等于压力F; 而当木球下沉时,排开水的体积增大,木球所受浮力增大;故合力等于压力F减去增大的浮力,因木球是缓慢地压下,处于匀速运动状态,故合力为零,保持不变;故A正确,B错误. (2)木球静止在水面上有一半体积露出水面,所受浮力F浮1与重力G相等, 即:F浮1=ρ水gV排1=ρ水g×V木球=G=mg, 当木球全部浸入时,排开水的体积为球的体积,则: F浮2=ρ水gV排2=ρ水g×V木球, ∴F浮2=2mg, 由此可知:浮力将增大mg; 因圆柱形容器里的容器底受到液体产生的压力和自身的重力相等, 所以此时水对容器底部的压力增大mg,故C正确. (3)撤去压力后,浮力大于重力,木球上浮时,排开液体的体积减小,受到的浮力减小,而重力不变,所以合力减小,故D正确. 故选A、C、D.
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