Question

【題目】京唐大運河大橋施工時，要向運河中沉放大量的施工構件，如圖甲所示，一密度為3×103 kg/m3的密閉正方體構件被鋼繩緩慢豎直吊入河水中，在勻速沉入河水的過程中，構件下表面到水面的距離h逐漸增大，正方體構件所受浮力F隨h的變化圖如圖乙所示，下列判斷正確的是

A. 當h=1 m時，構件恰好浸沒在水中

B. 當h=2 m時，構件所受的浮力大小為2.4×105 N

C. 當h=3 m時，構件底部受到水的壓強大小為2.0×104 Pa

D. 當h=4 m時，構件受到鋼繩的拉力大小為1.6×105 N

Answer 1

【答案】D

【解析】

A．在浸沒前,物體下降過程中排開水的體積變大,所以浮力逐漸變大;當物體浸沒后排開水的體積不變,根據F浮=液gV排可知浮力不變；由圖可知當h=2m時浮力不變，所以構件此時恰好浸沒在江水中；故A錯誤；

B．當h=2m時，構件恰好浸沒在江水中，則正方體構件的邊長為2m，

則排開水的體積V排=V=(2m)3=8m3，

構件所受的浮力：F浮=水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×8m3=8×104N，

故B錯誤；

C． 當h=3m時，構件底部所處的深度為3m，

則受到江水的壓強：p=水gh=1×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa，

故C錯誤；

D． 當h=4m時，由于構件已經浸沒在江水中，構件受到鋼繩的拉力：

F拉=GF浮=物gVF浮=3×103kg/m3×10N/kg×8m38×104N=1.6×105N，

故D正確。