如图有一个密度为3×103kg/m3的实心圆柱体合金块,高度为12cm,若在圆柱体中央挖掉一个小圆柱体,并在它下面粘一轻质的塑料片,使它放到水中不少于1cm的高度露出

发布时间:2020-08-05 12:22:39

如图有一个密度为3×103kg/m3的实心圆柱体合金块,高度为12cm,若在圆柱体中央挖掉一个小圆柱体,并在它下面粘一轻质的塑料片,使它放到水中不少于1cm的高度露出水面,则挖掉的圆柱体的半径r和原圆柱体的半径R应满足的关系是________.

网友回答

R>r≥R

解析分析:①设H为圆柱的高度,h为露出水面的高度,可知挖掉之后的圆柱体受重力跟浮力作用,由于粘一轻质的塑料片,所以浮力作用于底面整个面积上(面积大小为πR2),
②浮力大小为ρ水g(H-h)×πR2,重力为ρ合金g×H×π(R2-r2),由受力平衡知两式相等,解等式即可.

解答:设H为圆柱的高度,h为露出水面的高度,可知挖掉之后的圆柱体受重力跟浮力作用,由于粘一轻质的塑料片,所以浮力作用于底面整个面积上(面积大小为πR2),
F浮=ρ水g(H-h)×πR2,…①,G=ρ合金g×H×π(R2-r2)…②,
因受力平衡,所以①②两式相等,将H=12cm=0.12m
带入可得h=0.12m-,因为h≥0.01m,所以解得r≥R.
则圆柱体的半径r和原圆柱体的半径R应满足的关系是 R>r≥R.
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