如图所示,9块体积相同的砖,每块砖的长:宽:高=4:2:1,密度相同的砖作为一组,共分为三组,放在水平地面上,这三组砖的密度之比为ρ1:ρ2:ρ3=1:2:3.则( )
A.三组砖对地面的压力之比为1:4:9
B.三组砖对地面的压强之比为1:8:3
C.如果将每组砖最上面的那块挖成空心的,使空心部分的体积分别为原来体积的
、1 6
、1 3
,则三组砖对地面的压强之比为17:128:451 2
D.若使三组砖对地面的压强之比为8:20:9,则应该将第一、二组最上面那块砖更换,使它们的密度与第三组的密度之比为4:1:3
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A、∵m=ρv,ρ1:ρ2:ρ3=1:2:3,9块砖的体积v相同,
∴三组砖的质量之比:
m1:m2:m3=1:2:3,
三组砖的重力之比:
G1:G2:G3=1:2:3,
∵在水平地面上,F=G,
三组砖对地面的压力之比:
F1:F2:F3=1:2:3,故A错;
B、由图可知受力面积:
s1:s2:s3=(4×2):(2×1):(4×2)=4:1:4,
三组砖对地面的压强之比:
p1:p2:p3=
:F1 s1
:F2 s2
=F3 s3
:1 4
:2 1
=1:8:3,故B正确;3 4
C、如果将每组砖最上面的那块挖成空心的,使空心部分的体积分别为原来体积的
、1 6
、1 3
,1 2
m1=2ρ1v+
ρ1v=5 6
ρ1v,17 6
m2=2ρ2v+
ρ2v=2 3
ρ2v,8 3
m3=2ρ3v+
ρ3v=1 2
ρ3v,5 2
∴m1:m2:m3=
ρ1v:17 6
ρ2v:8 3
ρ3v=5 2
×1:17 6
×2:8 3
×3=17:32:45,5 2
∵在水平地面上,F=G=mg,
三组砖对地面的压力之比:
F1:F2:F3=17:32:45,
s1:s2:s3=4:1:4,
三组砖对地面的压强之比:
p1:p2:p3=
:F1 s1
:F2 s2
=F3 s3
:17 4
:32 1
=17:128:45,故C正确;45 4
D、设第一、二组最上面那块砖更换的砖的密度为ρ1′和ρ2′,
则:F1=m1g=2ρ1vg+ρ1′vg,
F2=m2g=2ρ2vg+ρ2′vg,
F3=m3g=2ρ3vg+ρ3vg,
若:ρ1′:ρ2′:ρ3=4:1:3,
则:F1:F2:F3=(2ρ1vg+ρ1′vg):(2ρ2vg+ρ2′vg):(2ρ3vg+ρ3vg)
=(2ρ1+ρ1′):(2ρ2+ρ2′):(2ρ3+ρ3)=(2×1+4):(2×2+1):(2×3+3),
=6:5:9,
s1:s2:s3=4:1:4,
三组砖对地面的压强之比:
p1:p2:p3=
:F1 s1
:F2 s2
=F3 s3
:6 4
:5 1
=6:20:9,与8:20:9不符,故D错.9 4
故选BC.