如图所示,柱形容器中分别装有体积相同的A、B两种液体,它们的密度分别为ρA和ρB.若将甲、乙两物块分别放入A、B两种液体中(液体均没有溢出),甲在A液体中悬浮,乙在B液体中沉底,此时,A液体对容器底部增加的压强是B液体对容器底部增加压强的4倍,已知甲物块所受重力是乙物块所受浮力的2倍,甲物块的体积是乙物块体积的4倍,则没有放入甲、乙两物块前,A和B两种不同液体对容器底部的压强之比为________.
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解析分析:由题知,甲物块的体积是乙物块体积的4倍(V甲=4V乙),由甲物块所受重力是乙物块所受浮力的2倍得出A、B两种液体的密度关系;
设两容器的底面积分别为SA、SB,由A液体对容器底部增加的压强是B液体对容器底部增加压强的4倍得出容器底面积的大小关系;再由两种液体的体积相同,得出原来液体深度关系,最后利用液体压强公式求没有放入甲、乙两物块前,A和B两种不同液体对容器底部的压强之比.
解答:由题知,V甲=4V乙,-------------①
∵甲在A液体中悬浮,
∴G浮=G排=G甲,
∴G甲=G排甲=F浮甲=ρAV排甲g=ρAV甲g,
乙在B液体中沉底,乙受到的浮力:
F浮乙=ρBV排乙g=ρBV乙g,
∴甲物块所受重力是乙物块所受浮力的2倍,G甲=2F浮乙,
即:ρAV甲g=2ρBV乙g,-------------------------②
由①②得:
ρA:ρB=1:2;----------------------------③
设两容器的底面积分别为SA、SB,
放入甲物块,A液体对容器底部增加的压强:
△pA=ρAg,
放入乙物块,B液体对容器底部增加压强:
△pB=ρBg,
∵△pA=4△pB,
∴ρAg=4ρBg,---------------④
由①③④得:
SA:SB=1:2;
∵两种液体的体积相同,容器为柱形容器,v=Sh,
∴原来液体深度:
hA:hB=2:1;
没有放入甲、乙两物块前,A和B两种不同液体对容器底部的压强之比:
===.
故