Question

11．一邊長為10 cm的正方體物塊，從距離水平地面3m的高處由靜止釋放，空氣阻力忽略不計，用壓力傳感器記錄了從物塊撞擊地面開始到最后完全靜止時的壓力變化情況，并根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制了壓力隨時間變化的關(guān)系圖象，如圖所示，則下列說法不正確的是
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• A． 物塊下落過程中，受力不平衡
• B． 物塊對地面的最大壓強為3.6×10³Pa
• C． 該物塊投入水中靜止時漂浮于水面
• D． 從物塊撞擊地面開始到最后完全靜止時的壓強保持不變

Answer 1

分析 （1）物體靜止或做勻速直線運動時處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力；
（2）由圖可知物塊對地面的最大壓力，根據(jù)S=L²求出物塊的底面積，利用p=$\frac{F}{S}$求出物塊對地面的最大壓強；
（3）物塊靜止時對地面的壓力不變，由圖可知物塊的重力，根據(jù)G=mg求出其質(zhì)量，根據(jù)V=L³求出物塊的體積，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$求出物塊的密度，然后與水的密度相比較確定該物塊投入水中靜止時所處的狀態(tài)；
（4）由圖象可知，從物塊撞擊地面開始到最后完全靜止時壓力的變化，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$分析物塊對地面壓強的變化．

解答 解：
A．空氣阻力忽略不計，物塊下落過程中，只受到重力的作用，因此受力不平衡，故A正確；
B．由圖象可知，物塊撞擊地面時的最大壓力F_大=36N，
物塊的底面積S=L²=（10cm）²=100cm²=0.01m²，
則物塊對地面的最大壓強p_大=$\frac{{F}_{大}}{S}$=$\frac{36N}{0.01{m}^{2}}$=3.6×10³Pa，故B正確；
C．物塊靜止時對地面的壓力不變，由圖可知物塊的重力G=F=6N，
由G=mg可得物塊的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg，
物塊的體積V=L³=（10cm）³=1000cm²=0.001m³，
物塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{0.001{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³＜ρ_水，
由物體的浮沉條件可知，該物塊投入水中靜止時漂浮于水面，故C正確；
D．由圖象可知，從物塊撞擊地面開始到最后完全靜止時，物塊對地面的壓力先減小后不變，而受力面積不變，由p=$\frac{F}{S}$可知，物塊對地面的壓強先減小后不變，故D錯誤．
故選D．

點評 本題考查了平衡狀態(tài)的判斷和壓強公式、密度公式、物體浮沉條件的應(yīng)用等，總圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．