2020年4月23日,“雪龍”號考察船圓滿完成歷時198天的南極考察任務,返回上海碼頭落錨。在鐵鏈拉着鐵錨緩慢...
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問題詳情:
2020年4月23日,“雪龍”號考察船圓滿完成歷時198天的南極考察任務,返回上海碼頭落錨。在鐵鏈拉着鐵錨緩慢放入水中時,經歷瞭如圖所示三種情況:圖*中鐵錨部分浸入水中;圖乙中鐵錨完全浸沒水中但未觸底;圖*中鐵錨沉底。三種情況下船身受到的浮力大小分別為F*、F乙、F*,它們的大小關係正確的是( )
A.F*=F乙=F* B.F*>F乙=F*
C.F*>F乙>F* D.F*<F乙<F*
【回答】
C。
【解答】解:考察船和鐵錨為一個整體,考察船和鐵錨的總重力為G,
圖*中鐵錨部分浸入水中;考察船和鐵錨受力情況是:重力G、船身受到的浮力F*、鐵錨受到的浮力F浮1,
由於考察船時處於漂浮狀態,根據物體受力平衡可知:F*+F浮1=G;
所以,F*=G﹣F浮1;
圖乙中鐵錨完全浸沒水中但未觸底;考察船和鐵錨受力情況是:重力G、船身受到的浮力F乙、鐵錨受到的浮力F浮2,
由於考察船時處於漂浮狀態,根據物體受力平衡可知:F乙+F浮2=G;
所以,F乙=G﹣F浮2;
圖*中由於鐵錨沉底,則鐵錨受到支持力的作用,所以,考察船和鐵錨受力情況是:重力G、船身受到的浮力F乙、鐵錨受到的浮力F浮2、支持力F支持,
根據受力平衡可知:F*+F浮3+F支持=G;
所以,F*=G﹣F浮2﹣F支持;
由於圖*鐵錨部分浸入水中;圖乙和圖*中鐵錨完全浸沒水中,則:鐵錨排開水的體積V排1<V排2=V排3=V鐵錨,
根據阿基米德原理可知:
F浮1<F浮2=F浮3,
所以,F*>F乙>F*。
知識點:物體的浮沉條件及應用
題型:選擇題