放置在水平地面上的两个物体A和B均为实心长方体,它们的长、宽、高如下图所示.物体A的密度为0.8×103kg/m3,物体B的质量为8kg.(g=10N/kg)求:
(1)物体A的质量;
(2)物体B所受重力的大小;
(3)在保持物体A、B原有放置方式的情况下,若沿竖直方向截取物体,并通过一定的方法使它们对水平地面的压强相等.下表中有两种方案,请判断这两种方案是否可行,若认为可行,计算所截取的长度.
内 容判断(填“行”或“不行”)方案一从A的右侧截取一部分长方体叠放在B的上表面______方案二分别从A、B的右侧按相同比例截取一部分长方体,叠放在对方剩余部分的上表面______
网友回答
解:(1)物体A的体积:
VA=0.2m×0.1m×0.1m=0.002m3,
根据ρ=可得,物体A的质量:
mA=ρAVA=0.8×103kg/m3×0.002m3=1.6kg;
(2)物体B所受重力:
GB=mBg=8kg×10N/kg=80N;
(3)方案一:设从A右侧截取x长度,则剩余A的体积:
VA′=0.1m×0.1m×(0.2-x)m,
剩余A的质量:
mA′=ρAV′=0.8×103kg/m3×0.1m×0.1m×(0.2-x)m=8×(0.2-x)kg,
剩余A的压力:
FA=GA′=m′g=8×(0.2-x)kg×10N/kg=80×(0.2-x)N,
剩余A对水平地面的压强:
pA===800Pa,
B物体对地面的压力:
FB=GB+GA截=GB+GA-GA′=80N+1.6kg×10N/kg-80×(0.2-x)N=80N+80xN,
B对水平地面的压强:
pB===(1000+1000x)Pa,
∵它们对水平地面的压强相等,
∴800Pa=(1000+1000x)Pa,
解得:x=-0.2m,故此方案不可行.
方案二:设比例为,比例不是指体积的比例,而是长度的比例,
则A截取的是,B截取的是,
B的密度:
ρB===0.5×103kg/m3,
A截取的质量:
m1=×0.1×0.1×0.8×103(kg)
同理B截取的质量:
m2=,
叠放后A的质量:
m1=1.6kg-kg+kg=(1.6+)kg,
B的质量:
m2=(8-+)kg=(8-)kg,
A的压强:
p1==g=g,
B的压强:
p2==g=g,
∴g=g,
解得k=20,
则A截取的是=0.01m,B截取的是=0.02m.
答:(1)物体A的质量为1.6kg;
(2)物体B所受重力的大小为80N;
(3)在保持物体A、B原有放置方方案一不可行;方案二可行,A截取的长度是0.01m;B截取的长度是0.02m.
解析分析:(1)先根据题意求出物体A的体积,利用密度公式求出物体A的质量;
(2)知道物体B的质量,根据G=mg求出B所受的重力;
(3)方案一:设从A右侧截取x长度,用含x的代数式分别表示出其体积和压力,然后利用压强相等求出x的长度,再与0.4m比较,看是否可行.
方案二:设长度的比例为,则A截取的是,B截取的是,求得B的密度,分别求得A截取的质量和B截取的质量,再求出叠放后A、B的质量,再利用压强相等,求出k的值即可.
点评:本题涉及的知识点不是很多,此题难点是考查了学生运用所学知识分析判断这两种方案是否可行,这是对所学知识的一种升华.