题目内容

(2008?平谷区一模)如图所示,三个实心匀质小球(球的体积公式V=4/3r3)
静止在液体中,甲球有一半体积在液面之上.甲乙丙三个小
球的半径之比为3:2:1,甲与丙的密度之比为1:3则
(  )
分析:物体悬浮时,ρ;物体漂浮时,ρ<ρ.根据甲球漂浮,乙球悬浮,可以得出两球与液体密度的关系;
已知三球半径之比,利用公式V=
4
3
r3可以得出三球体积之比,利用FgV就能比较浮力大小关系;
已知三球体积之比和密度之比,利用公式m=ρV可以得到质量之比,再根据G=mg得到重力之比;
实心物体漂浮并有一半体积在液面上,球的平均密度应为液体密度的一半.
解答:解:
A 乙球悬浮在液体中,ρ,甲球有一半体积在液面上,所以
ρ
ρ
=
1
2
,即
ρ
ρ
=
1
2
,又已知甲与丙的密度之比为1:3,所以甲乙丙三球密度比之为1:2:3.此选项符合题意;
B 已知三个小球半径之比为3:2:1,所以体积之比为27:8:1;设丙球体积为V
甲球受到的浮力为Fg
27
2
V;乙球受到的浮力为Fg8V;丙球受到的浮力为FgV.所以甲乙丙三球所受浮力之比为13.5:8:1.此选项不符合题意;
C 已知金属球体积之比和密度之比,
G1
G2
=
m1
m2
=
ρ1V1
ρ2V2
=
1
2
×
27
8
=
27
16

G2
G3
=
m2
m3
=
ρ2V2
ρ3V3
=
16
3
.所以三球重力之比为27:16:3.此选项符合题意;
D 乙球、丙球漂浮并都有一半体积在液面上,说明乙球和丙球同甲球密度相同.即乙球密度变为原来的
1
2
,丙球密度变为原来的
1
3
,所以乙球体积为原来的
1
2
,丙球体积为原来的
1
3
,乙球和丙球空心体积之比为
V乙空
V丙空
=
1
2
×8
2
3
×1
=
6
1
.此选项符合题意.
故选A、C、D
点评:物体悬浮和漂浮时,虽然浮力都等于重力,但悬浮时物体密度等于液体密度,漂浮时物体密度小于液体密度.同一物体在同一液体中的位置,只有一种情况(不可能既悬浮又漂浮).
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