48.如图甲所示,用弹簧测力计将一长方体物体从装有水的杯子中匀速拉出,物体的底面积为20cm²,杯子的底面积为100 cm²,拉力随时间的变化关系如图乙所示,则下列说法错误的是( )
A.物体的密度为2.5g/cm³
B.当物体有一半露出水面时,受到的浮力为1N
C.物体上升的速度为8cm/s
D.t=1s时,水对杯底的压力为24N

解析:首先分析乙图可知:
①当t在0~2s时,长方体完全浸没在水中,此时F=3N,
②当t=2s时,长方体上表面接触水面,此时F=3N,
③当t在2~3s时,物体上表面出水面,因为浮力逐渐减小,所以拉力F逐接增大,
④当t≥3时,物体下表面出水面,
此时F=G=5N。
其次:当长方体浸没在水中时,对其进行受力分析可知,它共受到吓下三个力:
①方向竖直向下的重力G=5N,
②方向竖直向上的拉力F=3N,
③方向竖直向上的浮力F浮;
因为长方体被匀速拉出,所以受力平衡,
所以G=F+F浮,所以F浮=G-F=5N-3N=2N。
第三:设长方体的体积为V,
当长方体浸没在水中时,
F浮=ρ水gV排=ρ水gV,
则V=F浮/ρ水g
=2N/(1.0×10³㎏/m³×10N/㎏)
=2×10⁻⁴m³,
又长方体的底面积S=20cm²=2×10⁻³m²,
所以长方体的高h=V/S
=2×10⁻⁴m³/2×10⁻³m²
=0.1m,
又长方体的质量m=G/g=5N/10N/kg=0.5kg,
所以其密度为ρ=m/V
=0.5kg/2×10⁻⁴m³
=2.5×10³kg/m³,
故A正确。
第四:当物体有一半露出水面时,
V排=S×h/2
=2×10⁻³m²×0.1m/2
=0.1×10⁻³m²,
则F浮'=1.0×10³㎏/m³×10N/㎏×0.1×10⁻³m²
=1N,故B正确。
第五:物体用时t=1s,上升距离为
s=h-△h
=h-V排/S杯
=0.1m-0.02m
=0.08m,
则v=s/t=0.08m/s=8㎝/s,故C正确。
综上D错误。
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