放在水平桌面上的甲、乙两个圆柱形容器中分别盛有密度为ρ1、ρ2的液体.物体A、B是两个实心正方体,密度分别为ρA、ρB,所受的重力分别为GA、GB,体积分别为VA、VB.将物体A和B以不同的方式先后放入甲、乙两容器的液体中,如图所示.在甲容器中,B叠放在A上,A有的体积露出液面,液体对容器底的压力比未放入物体时增大了△F甲.在乙容器中,A、B通过细绳相连,B受到容器底的支持力为F支(B与容器底不密合),受到细绳的拉力为F拉,液体对容器底的压力比未放入物体时增大了△F乙.不计细绳的质量和体积,已知ρ1:ρ2=2:1,VA:VB=27:8,F支:F拉=1:21,下列判断中正确的是A.ρA:ρB=8:135,△F甲:△F乙=1:1B.ρA:ρB=8:135,△F甲:F支=35:1C.ρA:ρ1=1:9,F拉:GA=2:7D.ρB:ρ2=15:4,F拉:GB=7:10
网友回答
D
解析分析:(1)整体分析甲,由题知,物体漂浮,有的体积露出水面,利用阿基米德原理求受到的浮力,据此得出△F甲,
(2)整体分析乙,因为在乙容器中,A、B通过细绳相连,所以物体A、B的重力等于其在液体中受到的浮力加上B受到容器底的支持力为F支,
(3)隔离法分析乙,A物体的重力加上细绳的拉力等于它在此液体中受到的浮力;B物体的重力等于细绳的拉力加上它在此液体中受到的浮力,再加上B受到容器底的支持力;根据以上分析,列出算式,将已知条件代入及可求得结论.
解答:(1)由题知,物体漂浮,有的体积露出水面,此时浮力等于二者重力,
则F浮=GA+GB=ρ1gVA,液体对容器底的压力比未放入物体时增大了△F甲=F浮=ρ1gVA…①
(2)在乙容器中,A、B通过细绳相连,物体A、B的重力等于其在液体中受到的浮力加上B受到容器底的支持力为F支,
即GA+GB=ρ2g(VA+VB)+F支,液体对容器底的压力比未放入物体时增大了△F乙=ρ2g(VA+VB)+F支…②
(3)单独对乙容器中的A物体进行受力分析,A物体受到的浮力等于A物体的重力加上细绳的拉力,
即GA+F拉=ρ2gVA…③,
B物体的重力等于细绳的拉力加上它在此液体中受到的浮力,再加上B受到容器底的支持力
即GB=F拉+ρ2gVB+F支…④,
(4)设ρ1=2,ρ2=1;VA=27,VB=8;F支=1kg.F拉=21kg,将其代入①②③④式解得
ρA=,ρB=,△F甲=36kg,△F乙=35kg,
则A、===8:135;===36:35;故A错误;
B、ρA:ρB=8:135,==36:1,故B错误;
C、===1:9,====7:2,故C错误;
D、===15:4,====7:10.故D正确.
故选D.
点评:本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、密度公式、压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,本题为选择题,实质是一道复杂的计算题,要通过计算确定各个量的具体关系再进行判断,总之,是一道难题.