问题 选择题

有两个用同种材料制成的圆柱体A和B,A的高度是B的高度的3倍,将A竖直放在水平地面上,B竖直放在A上,如图(甲)所示,这时A对地面的压强与B之比为3:1,若将A、B倒置后仍放在水平地面上,如图(乙)所示,则A对B的压强与B对水平地面的压强之比是

(  )

A.1:3

B.1:2

C.4:1

D.1:1

答案

设圆柱体A、B的横截面积为sa、sb,高为ha、hb

则圆柱体A、B的重:GA=ρgsAhA,GB=ρgsBhB

在甲图中:

A对地面的压强:P1=

F1
sA
=
GA+GB
sA

B对A的压强:P2=

F2
sA
=
GB
sA

∵P1:P2=3:1,hA:hB=3:1,

GA+GB
sA
GB
sA
=3:1,

即:

ρgsAhA+ρgsBhB
sA
ρgsBhB
sA
=3:1,

解得:SA:SB=2:3;

在乙图中:

A对B的压强:P1′=

F′1
sA
=
GA
sA

B对地面的压强:P2′=

F′2
sB
=
GA+GB
sB

∴P1′:P2′=

GA
sA
GA+GB
sB
=
ρgsAhA
sA
ρgsAhA+ρgsBhB
sB

解得P1′:P2′=1:1.

故选D.

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