题目内容

【题目】如图所示,装有金属球的平底烧杯漂浮在盛有水的大容器中的水面上,大容器的底面积为S,此时烧杯受到的浮力为F1。若把金属球从烧杯中拿出并投入水中沉底时,烧杯所受的浮力为F2,容器底对金属球的支持力为F3(  )

A.平底烧杯的重力大小为

B.金属球投入水中后,平底烧杯所受浮力减小了F3

C.金属球投入水中后,水对大容器底部的压强减小了

D.金属球的密度为

【答案】CD

【解析】

A.把金属球拿出投入水中,平底烧杯处于漂浮状态,平底烧杯受到的重力G=F2 ,故A错误;

B.当装有金属球的平底烧杯漂浮在盛有水的大容器的水面上时,其受到的浮力等于它们的总重力,即

F1 =G +G

金属球投入水中后,由浮沉条件知道,受到的浮力F2 =G,受到的浮力减小值

金属球沉在大容器底部受到的力是:水对它竖直向上的浮力F、大容器底部对它竖直向上的支持力F3、重力G;金属球在这三个力的作用下处于静止状态,即

F +F3 =G

所以,△F =F +F3 ,故B错误;

C.把金属球投入水中后,金属球下沉至容器底,金属球受到的浮力

F球浮=G-F3 =F1 -F2 -F3

二者受到的浮力

F2 +F1 -F2 -F3 =F1 -F3

由阿基米德原理知道,此时排开水的体积

把金属球投入水中后,金属球和小烧杯排开水的体积减小了

容器内水深减小

所以,容器底减小的压强

C正确;

D.根据题意知道,金属球的重力

G =F1 -F2

知道,其质量

金属球浸没水中受到的浮力

F浮球=G-F3 =F1 -F2 -F3

得金属球的体积

知道,金属球的密度

D正确。

故选CD

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