如图所示,物体M是一个边长为L的正方体,其受到的重力为G,放入水中处于漂浮状态,M的下表面距液面的高度为h,露出水面的体积为物体体积的,若用一个竖直向下的力F1压物体M,使其浸没在水中静止后,物体M受到的水竖直向上的力为F2,则下列说法中正确的是A.物体M漂浮时,受到的浮力为ρ水ghL2B.F1与?F2是一对平衡力C.物体M浸没后,水对它的作用力的合力小于GD.竖直向下的压力F1和物体M的重力GM之比为1:4
网友回答
AD解析分析:(1)物体M漂浮时,受到的浮力F漂根据阿基米德原理计算即可;(2)明确使物体M浸没在水中静止后受到的水的竖直向上的力F2,就是此时物体M的浮力,如何对物体M受力分析,即受到三个力的作用:重力G、浮力F2、竖直向下的压力F1,根据物体静止在水中,可以得到压力与重力、浮力的等量关系,最后把压力F1和浮力F2进行比较;(3)物体M浸没在水中时是静止的,根据所受合力为零即可判断,水对它作用力的合力(即物体所受的浮力)与重力的大小关系;(4)物体漂浮时,受到两个力的作用:重力和浮力.由此可知物体M的重力;再根据阿基米德原理计算物体M浸没在水中静止后受到浮力F2,由重力G、浮力F2和竖直向下的压力F1的关系即可得出竖直向下的压力F1和物体M的重力GM之比.解答:A、物体漂浮在水中时,因为V排=L2d,所以根据阿基米德原理得:所受浮力F漂=G排=ρ水gV排=ρ水ghL2,此选项正确,符合题意;B、物体完全浸没时,受到的水竖直向上的力F2,就是此时物体M的浮力,∴物体M受到三个力的作用:竖直向上的浮力F2、竖直向下重力G和压力F1,∵物体静止在水中,所受合力为零,∴F2=G+F1----------------①∴F1与?F2不是一对平衡力,故此选项错误,不符合题意;C、由①式可知:F2>G,即物体M浸没后,水对它的作用力的合力F2大于G.此选项不符合题意; D、物体漂浮在水中时,露出水面的体积为物体体积的,∴GM=F漂=G排=ρ水gV排=ρ水g(VM-VM)=ρ水g×L3,物体完全浸没时,受到的水竖直向上的力F2=ρ水gVM=ρ水ghL3,由①式得:F1=F2-GM=ρ水ghL3 -ρ水g×L3 =ρ水gL3,∴竖直向下的压力F1和物体M的重力GM之比为:F1:GM=ρ水gL3:ρ水gL3=1:4.此选项正确,符合题意.故选:A、D.点评:分析较复杂的浮力问题时,第一步需要对物体进行受力分析,明确物体受哪些力,各自的方向怎样,然后根据平衡状态确定等量关系.