如图所示,质量均为2.4千克的薄壁圆柱形容器A和B放在水平地面上,底面积分别为2×10-2米2和1×10-2米2.容器A中盛有0.1米高的水,容器B中盛有质量为1.6千克的酒精.(ρ酒精=0.8×103千克/米3)求:
①容器B中酒精的体积V酒精.
②容器B对水平地面的压强pB.
③现有质量相等的甲、乙两实心物块,若将甲浸没在水中、乙浸没在酒精中后,两液体均未溢出,且两液体各自对容器底部压强的变化量相等,求甲、乙的密度ρ甲、ρ乙之比.
①ρ=
,m V
∴V酒精=
=m酒精 ρ酒精
=2×10-3m3;1.6kg 0.8×103kg/m3
②容器B对水平地面的压力:
FB=G总=m总g=(m酒精+mB)g=(2.4kg+1.6kg)×9.8N/kg=39.2N,
容器B对水平地面的压强:
pB=
=FB SB
=3920Pa;39.2N 1×10-2m2
③由题知,△p水=△p酒精
即:ρ水g△h水=ρ酒精g△h酒精
ρ水g
=ρ酒精g△V水 SA
,△V酒精 SB
ρ水g
=ρ酒精gV甲 SA
,V乙 SB
ρ水g
=ρ酒精gm甲 ρ甲 SA
,m乙 ρ乙 SB
ρ水g
=ρ酒精gm甲 ρ甲SA
,m乙 ρ乙SB
ρ甲:ρ乙=ρ水SB:ρ酒精SA,
=(1×103kg/m3×1×10-2m2):(0.8×103kg/m3×2×10-2m2)=5:8.
答:①容器B中酒精的体积为2×10-3m3;
②容器B对水平地面的压强为3920Pa;
③甲、乙的密度ρ甲、ρ乙之比为5:8.