问题 多选题

如图所示,三个实心匀质小球(球的体积公式V=

4
3
πr3)静止在液体中,甲球有一半体积在液面之上.小球的半径之比为r:r:r=3:2:1,甲与丙的密度之比为ρ:ρ=1:3,则(  )

A.三球的密度之比为:ρ:ρ:ρ=1:2:3

B.三球所受浮力之比为:F:F:F=27:8:2

C.三球所受重力之比为:G:G:G=27:16:3

D.若让乙球和丙球也漂浮并都有一半体积在液面上,应该将它们挖成空心的.则这时乙球和丙球的空心体积之比为6:1

答案

(1)甲球漂浮,V甲排=

V
2
=
1
2
×
4
3
π×(r3=
1
2
×
4
3
π×(3r3=18πr3

乙球悬浮,V乙排=

4
3
π(r3=
4
3
π(2r3=
32
3
πr3

丙球沉入水底,V丙排=

4
3
πr3

由F=ρgV可知,三球所受浮力之比为:F:F:F=27:16:2,B错误;

(2)因甲球漂和乙球悬浮,由物体的浮沉条件可知,浮力和重力相等,即F=G

由F浮=ρgV,G物=ρVg可知:

ρ:ρ=1:2;

又因ρ:ρ=1:3

所以ρ:ρ:ρ=1:2:3,A正确;

(3)由G=mg=ρgV,可知:

G:G:GV:ρV:ρV×36πr3:ρ×

32
3
πr3:ρ×
4
3
πr3=27:16:3,C正确;

(4)从题意可知,甲的密度为液体的

1
2
;乙的密度等于液体密度,丙的密度为液体密度的
3
2
倍;

要浮在液面一半,就是要把密度降低到液体密度的

1
2

若让乙球和丙球也漂浮并都有一半体积在液面以上,则乙要挖掉体积的一半,而丙要挖掉

2
3
,就和甲的密度一样了.

而:乙的半径是丙的2倍,体积与半径的关系是立方关系,则:

乙要挖掉的体积=V×

1
2
=8×V×
1
2
=4×V

丙要挖掉的体积=V×

2
3

V:V=4:

2
3
=6:1,故D选项正确;

故选ACD.

单项选择题
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