如图所示的工件由A、B两个圆柱体构成.圆柱体A的高度是2cm、横截面积是40cm2;圆柱体B的高度是10cm.制作工件的材料密度是4×103kg/m3,设计要求A、B两部分的质量之比mA:mB=4:5.
求:
(1)求圆柱体B的横截面积SB;
(2)工件怎样放置对水平桌面的压强最小?计算出这个最小压强.
网友回答
解:(1)∵ρ=,密度ρ相同,
∴B与A的体积之比:
===,
==×=,
则SB=SA=×40cm2=10cm2;
(2)工件的体积:
V=VA+VB=SAhA+SBhB=40cm2×2cm+10cm2×10cm=180cm3=1.8×10-4m3;
∵ρ=,
∴工件的质量:
m=ρV=4×103kg/m3×1.8×10-4m3=0.72kg,
工件对水平地面的压力F=G=mg=0.72kg×10N/kg=7.2N,
当工件与水平地面间接触面积最大,等于A的底面积时,对地面的压强最小,
最小压强p===1.8×103Pa;
答:(1)求圆柱体B的横截面积为10cm2;
(2)A的底面与水平桌面接触时压强最小,最小压强为1.8×103Pa.
解析分析:(1)A、B的密度相同,已知两部分的质量之比与高度,由密度公式的变形公式可以求出B的底面积.
(2)工件对水平地面的压力等于其重力,压力一定时,接触面的面积越大,压强越小;由密度公式的变形公式求出工件的质量,求出对地面的压力,然后由压强公式求出对地面的最小压强.
点评:本题考查了求底面积、压强问题,应用密度公式的变形公式、压强公式即可正确解题.