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如圖所示,一空瓷碗漂浮在足夠深的盛水容器中,現用筷子將空碗緩慢地豎直壓入水中並沉入容器底靜止。請在答題卡的座標...

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問題詳情:

如圖所示,一空瓷碗漂浮在足夠深的盛水容器中,現用筷子將空碗緩慢地豎直壓入水中並沉入容器底靜止。請在答題卡的座標上畫出從開始壓碗直至碗底接觸容器底這一過程中,水對容器底的壓強p隨碗底位置s(碗底距離液麪的高度)變化關係的大致圖象。(下壓過程碗口始終向上,不考慮筷子浸入水中的體積)

如圖所示,一空瓷碗漂浮在足夠深的盛水容器中,現用筷子將空碗緩慢地豎直壓入水中並沉入容器底靜止。請在答題卡的座標...

【回答】

【解答】空碗開始時在水面漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,此時碗底距離液麪的高度不爲零,

用筷子將空碗緩慢地豎直壓入水中的過程中,碗排開水的體積變大,容器內水面上升,

由於碗的形狀是下窄上寬,碗下降相同的高度時,容器內水面上升的高度先小後大,

當碗口和水面相平時,容器內水面的高度最大,

當碗浸沒下沉直至沉底的過程中,排開水的體積不變,此時受到的浮力小於自身的重力,即小於漂浮時受到的浮力,

綜上可知,容器內水面上升的先慢後快,然後水面突然下降並保持不變,

由p=ρgh可知,水對容器底的壓強p隨碗底位置s的增大先慢後快的增大,後突然減小並保持不變,如圖所示:

如圖所示,一空瓷碗漂浮在足夠深的盛水容器中,現用筷子將空碗緩慢地豎直壓入水中並沉入容器底靜止。請在答題卡的座標... 第2張

【分析】空碗開始時在水面漂浮,用筷子將空碗緩慢地豎直壓入水中的過程中,碗排開水的體積變大,容器內水面上升,根據碗的形狀分析液麪上升快慢的特點,當碗口和水面相平時,容器內水面的高度最大;當碗浸沒下沉直至沉底的過程中,排開水的體積不變,液麪不在發生變化,根據物體浮沉條件和阿基米德原理比較開始和浸沒時水面的高度關係,然後結合水對容器底的壓強p=ρgh進行解答。

【點評】本題考查了物體浮沉條件和阿基米德原理、液體壓強公式的綜合應用,正確分析將空碗緩慢地豎直壓入水中並沉入容器底靜止過程中水深的變化特點是關鍵,要注意比較碗開始漂浮時和最後浸沒時水深的關係。

知識點:壓強和浮力單元測試

題型:作圖題

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