如图,当物体A完全在水面下被匀速提升的过程中,物体A所受浮力为80N,绳子受到竖直向上的拉力为F1;当物体A有的体积露出水面且静止时,绳子受到竖直向上的拉力为F2,F1:F2=12:13;改变物体A露出水面的体积,且物体静止时,绳子受到竖直向上的拉力为F3,F1:F3=15:17,则此时物体露出水面的体积与总体积之比是________.
网友回答
4:5
解析分析:要对物体的三个状态进行受力分析,列出关于F1、F2和F3的表达式,然后根据已知比值求出拉力为F3时的浮力F浮3,即可根据阿基米德原理求解体积之比.
解答:∵当物体A完全在水面下时,V排1=VA,F浮1=ρ水gV排1=80N,
∴F1=G-F浮1=G-80N;
当物体A有的体积露出水面且静止时,
∵V排2=VA,则F浮2=ρ水gV排2=F浮1=×80N=40N,
∴F2=G-F浮2=G-40N;
∵F1:F2=12:13;
∴(G-80N):(G-40N)=12:13------------①
当改变物体A露出水面的体积绳子受到拉力为F3时,
F3=G-F浮3=G-F浮3;
∵F1:F3=15:17,F浮1=ρ水gV排1=
∴∴(G-80N):(G-F浮3)=15:17-----------②
解得:G=560N;F浮3=16N,
根据阿基米德原理得:F浮3=ρ水gV排3,
∴V排3=,
∵F浮1=ρ水gV排1=ρ水gVA,
∴VA=,
物体露出水面的体积与总体积之比为:
V露:VA=(VA-V露):VA=(-):=(F浮1-F浮3):F浮1=(80N-16N):80N=4:5.
故