Question

2020年4月23日，“雪龙”号考察船圆满完成历时198天的南极考察任务，返回上海码头落锚。在铁链拉着铁锚缓慢放入水中时，经历了如图所示三种情况：图甲中铁锚部分浸入水中；图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；图丙中铁锚沉底。三种情况下船身受到的浮力大小分别为F_甲、F_乙、F_丙，它们的大小关系正确的是（　　）

A.F_甲＝F_乙＝F_丙 B.F_甲＞F_乙＝F_丙

C.F_甲＞F_乙＞F_丙 D.F_甲＜F_乙＜F_丙

Answer

C

【解析】

根据物体的浮沉条件和阿基米德原理即可分析判断；物体漂浮或悬浮时浮力等于重力，物体下沉到容器底部时，容器会对物体产生支持力。

考察船和铁锚为一个整体，考察船和铁锚的总重力为G，

图甲中铁锚部分浸入水中；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F甲、铁锚受到的浮力F浮1；由于考察船是处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：

F甲+F浮1＝G；

所以，

F甲＝G﹣F浮1；

图乙中铁锚完全浸没水中但未触底；考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮2，由于考察船时处于漂浮状态，根据物体受力平衡可知：

F乙+F浮2＝G；

所以，

F乙＝G﹣F浮2；

图丙中由于铁锚沉底，则铁锚受到支持力的作用，所以，考察船和铁锚受力情况是：重力G、船身受到的浮力F乙、铁锚受到的浮力F浮3、支持力F支持，根据受力平衡可知：

F丙+F浮3+F支持＝G；

所以

F丙＝G﹣F浮3﹣F支持；

由于图甲铁锚部分浸入水中；图乙和图丙中铁锚完全浸没水中，则：铁锚排开水的体积

V排1＜V排2＝V排3＝V铁锚，

根据阿基米德原理可知：

F浮1＜F浮2＝F浮3，

所以，

F甲＞F乙＞F丙。

故选C。