苏通大桥施工时,要向*中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入*水中(如图*),在沉入过程中,其下表面...
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苏通大桥施工时,要向*中沉放大量的施工构件,假设一正方体构件被缓缓吊入*水中(如图*),在沉入过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体构件所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化如图乙所示.下列判断正确的是( )
A.浮力F1随h变化的图线是图乙中的①图线
B.构件的边长为4 m
C.构件所受的最大浮力为1.2×105 N
D.构件的密度为2.5×103kg/m3
【回答】
D【分析】(1)先分析构件下沉过程中,排开水的体积变大,因此构件受到的浮力变大,当构件排开水的体积不变时,构件受到的浮力也不再改变;
(2)当构件完全淹没时的高度则为构件的边长;
(3)当构件全部淹没时,排开水的体积最大,则构件受到的浮力最大;从乙图中可以判断出最大浮力的范围;
(4)根据图中可知构件完全浸没时的拉力,此时构件受到的浮力、重力以及拉力的关系为F浮=G﹣F2 ,然后将密度和体积代入可得ρ水gv排=ρgv﹣F2,将已知数据代入即可求出构件的密度.
【解答】解:A、由图可知,构件在浸入水中的过程是排开的水的体积变大,所以浮力逐渐变大;当构件浸没后排开水的体积不变,所以浮力不变,因此浮力F1随h变化的图线是图乙中的②;故A错误;
B、从乙图中可以看出,当构件完全淹没时的高度为2m,则构件边长为2m,故B错误;
C、从乙图中可以看出,当构件完全淹没时受到的浮力小于1.2×105 N;故C错误;
D、构件完全淹没时,v排=2m×2m×2m=8m3,F2=1.2×105 N;则有:
F浮=G﹣F2,
ρ水gv排=ρgv﹣F2,
1×103kg/m3×10N/kg×8m3=ρ×10N/kg×8m3﹣1.2×105 N
ρ=2.5×103kg/m3.
故选D.
知识点:物体的浮沉条件及应用
题型:选择题
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