Question

【題目】醫生檢查后說需要如圖1所示冰袋冰敷，但冰袋太冷了就把它放進水里“加熱”一下再用，看著冰袋飄在水上的模樣，同學們想起初中學習浮沉時的情景，一時興起，他們用手機百度了一個相關題目來重溫那段美好時光，題目是這樣說的：如圖2所示，B、C是體積均為10cm2的實心鋁塊，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，若用鋁塊D替換C，使A在桌面上向右勻速運動，則D的質量應為（ρ鋁=2.7g/cm3 ， 鋁塊B始終浸沒在水中，水與B之間的摩擦以及滑輪處的摩擦均忽略不計）（ ）
A.17g
B.7g
C.10g
D.27g

Answer 1

【答案】B
【解析】解：（1）當用鋁塊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的實心鋁塊．所以重力相等，即GC=GB ．
因此f=F浮 ． （2）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鋁VBg﹣2ρ水VBg，
所以，mD=ρ鋁VB﹣2ρ水VB=2.7g/cm3×10cm3﹣2×1g/cm3×10cm3=7g．
故選B．
【考點精析】關于本題考查的力的合成與應用和阿基米德原理，需要了解如果已知幾個力的大小和方向，求合力的大小和方向稱為力的合成．（求合力時，一定要注意力的方向） 注意：同一直線上的兩個力，方向相同時，合力必大于其中的任何一個力．方向相反的兩個力，大小相等時，合力為0；大小不等時，合力一定小于較大的力，可能大于較小的力，也可能小于較小的力；阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排才能得出正確答案．