Question

如圖所示裝置，實心鐵塊（ρ_鐵=7.9g/cm³）B、C的體積均為10cm³．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．若用鐵塊D替換C，恰能使A在桌面上向右勻速運動，若水與B之間的摩擦以及滑輪處的摩擦均忽略不計，且鐵塊B始終在水中，則D的質(zhì)量應(yīng)為（ ）

A．49g
B．59g
C．69g
D．79g

Answer 1

【答案】分析：要解決此題，需要掌握二力平衡條件，知道處于平衡狀態(tài)的物體受平衡力的作用，一對平衡力的大小相等．
B在水中，所以受到水對它的浮力作用，所以B對A的拉力為F=G-F_浮．
需要對物體A進行受力分析，確定兩種情況下所受摩擦力的方向．根據(jù)二力平衡的條件列出兩種情況下的關(guān)系式便可解決．
記住水的密度ρ=10³kg/m³=1g/cm³
解答：解：當用鐵塊C時，物體A向左勻速運動，所以所受摩擦力方向水平向右．
物體B在水中，受水對它向上的浮力，所以B對A的拉力F_B=G_B-F_浮．
根據(jù)二力平衡條件：G_C=f+G_B-F_浮
B、C是體積相同的實心鐵塊，所以重力相等．因此f=F_浮．
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．
根據(jù)二力平衡條件：G_D+f=G_B-F_浮，則G_D=G_B-f-F_浮  又因為f=F_浮，
所以G_D=G_B-2F_浮  即m_Dg=ρ_鐵V_Bg-2ρ_水V_Bg
則m_D=ρ_鐵V_B-2ρ_水V_B=7.9g/cm³×10cm³-2×1g/cm³×10cm³=59g
故選B．
點評：此題主要考查了有關(guān)二力平衡條件的應(yīng)用，要知道一對平衡力的大小相等．解決此類題目的關(guān)鍵是做好受力分析，找到相互平衡力并確定出A所受摩擦力的方向．其中還考查了了有關(guān)浮力、合力的計算．