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图像问题
第15招
教科版八年级物理(下)极速提分
某大桥施工时,要向河水中沉放施工材料。如图甲所示,一个不吸水的正方体材料被缓缓吊入水中。在浸入水的过程中,其下表面到水面的距离h逐渐增大,随着h的增大,正方体材料所受浮力F1、钢绳拉力F2的变化情况如图乙所示。ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg,忽略水面变化。下列说法正确的是( )
A.钢绳拉力F2随h变化的图线是②
B.材料所受的最大浮力为8×104 N
C.水对材料下表面的最大压强为2×104 Pa
D.材料的密度为2.5×103 kg/m3
解题方法:浸没前随着材料下表面到水面的距离h逐渐增大,排开水的体积变大,正方体材料所受浮力F1逐渐变大,钢绳拉力F2逐渐变小,则钢绳拉力F2随h变化的图线是①,正方体材料所受浮力F1随h变化的图线是②,故A错误;由图乙可知,当下表面到水面的距离h为2 m时,刚好浸没,则正方体材料的棱长为2 m,体积V=(2 m)3=8 m3,浸没后所受浮力最大,浮力F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10 N/kg×8 m3=8×104 N,故B正确;
由图乙可知,材料下表面到水面的距离h最大为4 m,水对材料下表面的最大压强p=ρ水gh大=1.0×103kg/m3×10 N/kg×4 m=4×104 Pa,故C错误;材料浸没后受到的拉力为1.2×105 N,则材料所受重力G=F浮+F拉=8×104 N+1.2×105 N=2×105 N,材料的密度ρ====2.5×103kg/m3,故D正确。
答案:BD
技巧1 力与运动的图像
1.小杨在平地上用水平向右的力推木箱,推力随时间变化的图像如图甲所示,木箱速度随时间变化的图像如图乙所示。以下说法错误的是( )
A.0~3 s内小杨没有对木箱做功
B.3~6 s内木箱受到的合力大小为6 N,方向水平向右
C.6~9 s内木箱受到的摩擦力大小为6 N,方向水平向左
D.如果第12 s后小杨撤去推力,木箱将做减速直线运动
由题图甲可知,木箱在0~3 s内受到的推力为3 N,由题图乙可知,此时木箱的速度为0,即没有运动,所以小杨对木箱没有做功,故A正确。由题图甲可知,木箱在9~12 s内受到的推力为6 N,由题图乙可知,木箱在9~12 s内做匀速直线运动,此时木箱受到的摩擦力大小等于推力,为6 N,由题图乙和题意可知,木箱在3~9 s内均向右运动,由于滑动摩擦力只跟接触面的粗糙程度和压力有关,所以3~9 s内木箱受到的滑动摩擦力为6 N,方向水平向左;
【点拨】
3~6 s内木箱受到向右的推力F=9 N,所受合力的大小为 F合=F-f=9 N-6 N=3 N,合力方向跟推力方向相同,水平向右,故B错误,C正确。由于接触面不光滑,木箱受到摩擦力的作用,所以在第12 s后小杨撤去推力,木箱将做减速直线运动,故D正确。
【答案】B
技巧2 压强中的图像
2.一物体(长方体)漂浮在液面上,如图所示,对物体施加力的作用,使物体下降至图中的虚线位置。已知物体的下表面到水面的高度为h,水对物体下表面的压强为p,物体受到的浮力为F浮,下列关于p、F浮与h的关系图像中正确的是( )
(第2题)
由p=ρgh可知,水对物体下表面的压强随深度的增加不断增大,故A正确,B错误;物体在水中下降时,排开水的体积先变大,浸没后排开水的体积不变,由F浮=ρ液gV排可知,物体受到的浮力先增大后不变,故C正确,D错误。
【答案】AC
【点拨】
3.[多选]A、B两物体均为质量分布均匀的实心正方体,物体A放在水平地面上,将物体B叠放在物体A上,如图甲所示。若沿竖直方向将物体B切去一部分,A对地面的压强与切去部分的宽度的关系如图乙所示。已知物体A、B的棱长分别为20 cm、10 cm,g取10 N/kg,则下列选项正确的是( )
A.物体A所受重力为170 N
B.物体A的密度为2×103 kg/m3
C.物体B所受重力为10 N
D.物体B的密度为0.4×103 kg/m3
(第3题)
由题意可知,物体A的棱长LA=20 cm=0.2 m,则物体A的底面积SA==(0.2 m)2=0.04 m2,由题图乙可知,当切去部分的宽度为10 cm,即物体B全部被切除时,物体A对地面的压强pA=4 000 Pa,此时物体A对地面的压力和自身所受重力相等,物体A所受重力GA=FA=pASA=4 000 Pa×0.04 m2=160 N,故A错误;
【点拨】
由G=mg和V=L3可得,物体A的密度ρA===2×103 kg/m3,故B正确;物体B的棱长LB=10 cm=0.1 m,由题图乙可知,当切去部分的宽度为0 cm,即物体B没有被切除时,物体A