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为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓...

为了给立方体工件表面均匀地涂上某种油,需要用竖直向下的力F把漂浮在油面上的工件缓缓地压入油内,如图甲所示.工件的下底面与油面的距离为h,力F与h的大小关系如图乙所示.小科觉得图中CB的延长线BA段是没有意义的,老师告诉他,力F为负值时,表明它的方向与原来的方向相反了.
(1)分析BC段:随着h的增大,工件所受的浮力大小将______,油对工件下底面的压强大小将______(填“变大”、“变小”或“不变”);
(2)若A点的坐标为(-a,0),则a=______
从图象分析,a表示了工件一个物理量的值,这个量就是工件的______
(3)求C点所对应状态下,工件所受的浮力及油对工件下底面的压强.(不考虑大气压强)

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(1)根据浮力公式F浮=ρ油gV排,和压强公式P=ρ油gh,用控制变量法,F与V排有关,P随h的减小而减小可判断; (2)由图乙中坐标系,可得到a的值,它表示工件与油面的距离为0时,工件受到的竖直向上的拉力,即等于自身受到的重力; (3)图乙中,h≥0.5m时,力F的大小不再发生变化,而对木块受力分析知:力F和木块的重力之和等于木块受到的浮力,当力F不再发生变化时,也就说明了木块所受浮力不再发生变化,即没入油中;那么立方体木块的棱长正好为0.5m. 首先,计算出木块受到的浮力,即木块下表面受到的液体的压力(依据:浮力产生的原因),而受力面积为棱长的平方,根据压强定义式即可得解. 【解析】 (1)根据浮力公式F浮=ρ油gV排,和压强公式P=ρ油gh,随着h的增大,工件排开油的体积也随之增大,所以,受到的浮力将变大,油对工件下底面的压强也增大. 故答案为:变大;变大. (2)由图乙坐标系,可知道A是一次函数为y=kx+b上的一点,函数过(0,0.2)和(600,0.5)两点,所以,函数为y=5×10-4x+0.2; 当y=0时,解得x=-400;则a=400,它表示的量就是工件受到的重力. 故答案为:400;重力. (3)C点处,F浮=G+FC=400N+600N=1000N; P====4000Pa. 答:在C点处,工件受到的浮力是1000N,油对工件底面的压强是4000Pa.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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