问题 选择题

如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块A的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B,液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3.由此可判断A与B的密度比为(  )

A.h3:(h1+h2)

B.h1:(h2+h3)

C.(h2-h1):h3

D.(h2-h3):h1

答案

答案:A

题目分析:理解本题中液面下降的高度是关键。设液体的密度为ρ,物体A的密度为ρA,物体B的密度为ρB,容器的底面积为S。

先对绳子没有断时A物体作受力分析:如图A受三个力的作用处于静止状态,根据平衡力知识可得出:F浮1=F+GA

再对绳子断后A漂浮时作受力分析:如图A受两个力的作用处于静止状态,根据平衡力的知识可得出:F浮2=GA

对比可知:绳子对物体A的拉力就等于物体A减小的浮力。

∵细线突然断开,待稳定后液面下降了h1

∴细线断开后,木块A减小的浮力(即绳子拉力F):F=F=ρgV排1=ρgSh1

再对绳子没有断时B物体作受力分析:如图B受三个力的作用处于静止状态,根据平衡力的知识可得出:GB=F浮B+F(绳子对B的拉力与绳子对A的拉力大小是相等的)

∵取出金属块B,液面下降了h2

∴金属块的体积是:VB=Sh2

金属块B所受浮力F浮B=ρgSh2

金属块B的重力:GBBSh2g=ρgSh1+ρgSh2  ①

∵取出木块A,液面又下降了h3,说明当木块漂浮在液面上时,排开液体的体积是Sh3

又∵A3hhHHH受到的浮力等于自身的重力,物体A与B的体积相等,都是Sh2

∴F浮2=GA,即:ρgSh3=ρASh2g ②

求A与B的密度比可以把②式与①式相比得:

故选A.

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