Question

如图是小民同学拉水下一重物的示意图，小民用竖直向下的拉力将重物从水底缓慢拉到井口，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了地面对小民的支持力（F）随时间（t）变化的图象，其中正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

Answer

如图，分别对人和重物进行受力分析，
对于人：人的重等于地面的支持力加上绳子的拉力；
对于重物：物重等于水对物体的浮力加上绳子的拉力；由于使用定滑轮不能省力，可以得出地面对人的支持力与人重、物重、和水对物体浮力的关系，因为物重和人重不变，根据阿基米德原理分析物体受浮力的大小变化，得出地面对人的支持力的大小变化情况，据此判断是哪个图．
【解析】
如图，对于人：G人=F支+F拉，
对于重物：G物=F浮+F拉′，
∵使用的是定滑轮，不计摩擦和水的阻力，
∴F拉=F拉′，
∴G人-F支=G物-F浮，
F支=G人-G物+F浮，
小民将重物从水底缓慢拉到井口：
物体露出水面之前是全浸入，因排开水的体积不变，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力不变，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；
从物体露出水面到刚好离开水面，因排开水的体积变小，根据阿基米德原理知道物体受到的浮力变小，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力变小；
物体离开水面上升，物体受到的浮力为0，而人重和物重不变，所以地面对人的支持力不变；
由此可知，地面对人的支持力是先不变、后变小、再不变．
故选A．