如图所示容器内放有一长方体木块M - 范文中心

如图所示容器内放有一长方体木块M

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如图所示容器内放有一长方体木块M ,

上面压有一铁块m ,木块浮出水面的高

度为h1(图a );用细绳将该铁块系在木

块的下面,术块浮出水面的高度为h2(图

b) ;将细绳剪断后(图c ),则木块浮出

水面的高度h3为

解:设长方体木块的底面积为S ,高为h ;把木块M 和铁块m 看做一个整体,两种情况都是处于漂浮状态,浮力等于木块和铁块的总重力,浮力相等.在同种液体中它们受到的浮力相等,排开液体的体积相等;即Va 排=Vb排. 又∵Va 排=Sh-Sh1,Vb 排=Sh-Sh2+Vm,所以Sh-Sh1=Sh-Sh2+Vm,

∴Vm=S(h2-h1)----------①

由图a 可知:木块和铁块的漂浮时

F 浮=G木+G铁;

∴ρ水gS (h-h1)=ρ木gSh+ρ铁gVm------②;

将①式代入②式得:h=------③.

将细绳剪断后(图c )木块漂浮;GM=FM浮;即ρ木gSh=ρ水gS (h-h3); ∴h3=--------④;

将③式代入④式得:h3=h1+.

故选A .点评:解答本题的关键是图a 与图b 中要把木块和铁块看作一个整体,利用图a 的重力和浮力关系,图a 与图b 中之间的浮力相等而得到的排开的水体积相等的关系得出木块高h 的表达式;知道在图c 中只是木块浮出水面,高度只决定于木块本身,本题难度较大.

图a:S*(h-h1)P水g=G木+V铁P 铁g 图b:S*(h-h2)P水g+V铁P 水g=G木+V铁P 铁g 图c:S*(h-h3)P水g=G木 所以将a 、b 两式变为S*(h-h1)P水g=S*(h-h2)P水g+V铁P 水g 化简得 S*(h2-h1)=V铁 然后a 、c 两式变为S*(h-h1)P水g=S*(h-h3)P水g+S*(h2-h1)P铁g 化简得 h3=h1+P铁(h2-h1)\P水 PS:S为木块底面积,h 为木块的高。


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