Question

【題目】如圖所示，B、C是體積均為10cm3的實心鐵塊．當B浸沒在水中時，木塊A恰能在水平桌面上向左勻速運動．若用鐵塊D替換C，使A在水平桌面上向右勻速運動，則D的質量應為（　　）（ρ鐵=7.9g/cm3 ， 鐵塊B始終在水中，水與B之間的摩擦以及滑輪出的摩擦均忽略不計）

A.69g
B.10g
C.59g
D.79g

Answer 1

【答案】C
【解析】解：當用鐵塊C時，物體A向左勻速運動，所以所受摩擦力方向水平向右．
C對A的拉力FC=GC ， 物體B在水中，受水對它向上的浮力，所以B對A的拉力FB=GB﹣F浮 ．
根據二力平衡條件可知：FC=f+FB ，
即：GC=f+GB﹣F浮 ，
由于B、C是體積均為10cm3的實心鐵塊．所以重力相等，即GC=GB ．
因此f=F浮 ．
若換為D，物體A向右勻速運動，所以所受摩擦力方向水平向左，則
D對A的拉力FD=GD ， B對A的拉力FB=GB﹣F浮 ．
根據二力平衡條件可知：FD+f=FB ，
即：GD+f=GB﹣F浮 ， 則GD=GB﹣f﹣F浮 又因為f=F浮 ，
所以GD=GB﹣2F浮；即：mDg=ρ鐵VBg﹣2ρ水VBg，
所以，mD=ρ鐵VB﹣2ρ水VB=7.9g/cm3×10cm3﹣2×1g/cm3×10cm3=59g
故選C．
知道處于平衡狀態的物體受平衡力的作用，一對平衡力的大小相等．
B在水中，所以受到水對它的浮力作用，所以B對A的拉力為F=G﹣F浮 ．
需要對物體A進行受力分析，確定兩種情況下所受摩擦力的方向．根據二力平衡的條件列出兩種情況下的關系式便可解決．