问题 问答题

一个体积为V的实心长方体,放入水里,静止时长方体能浮在水面.现将它露出水面的部分切去,再把它剩余部分放入水里.若要求长方体剩余部分静止时,露出水面的体积V’与长方体的体积V的比值为最大,则长方体的密度为多少?

答案

设体积为V的实心体静止在水面时,水下体积为V1,实心体密度为ρ1

根据浮力公式,F=GVg;

得出等式 ρ1Vg=ρV1g;

即V1=

ρ1V
ρ

削掉浮出水面部分后,浮在水面的体积为V',即水下部分为V1-V'

根据浮力公式得出以下等式:ρ1V1g=(V1-V')ρg

即 V'=(1-

ρ1
ρ
)V1

V
V
最大,把各个数值代入即
(1-
ρ1
ρ
)ρ1
ρ
最大,设
ρ1
ρ
=X; Y=(1-X)X最大,

得X=

1
2
,即
ρ1
ρ
=
1
2

ρ1=

1
2
ρ

所以,当实心体密度等于

1
2
水密度时,
V
V
最大.

选择题
判断题