题目内容
【题目】如图所示,质量相等的A、B两个正方体放在水平面上,A的边长比B大。如果从其正中间水平或竖直方向打通 vb一个横截面积大小相同的圆柱形的小孔后,使其剩余部分对水平面压强相等。设想了下列四种做法:
(1)两个正方体均水平打孔;(2)两个正方体均竖直打孔;
(3)B水平打孔、A竖直打孔;(4)A水平打孔、B竖直打孔;
以上想法中能实现目的是( )
A. (1)、(2) B. (1)、(3) C. (2)、(3) D. (2)、(3)、(4)
【答案】B
【解析】A、B两个正方体质量相等的放在水平面上,由于正方体对地面的压力等于自身的重力,所以A、B两个正方体对地面的压力相等;又因为A的边长比B大,所以A、B的底面积SA >SB ,由p=F/S可知,A、B两个正方体对地面的压强pA<pB;
(1)当两个正方体均水平打孔时;A小孔的重力为GA ′=S孔G/SA,B小孔的重力为GB ′=S孔G/SB,则GA ′<GB ′,由于剩余部分对水平面压力F′=G-G′,则FA′>FB′;由于A、B的底面积不变,SA>SB;由p=F/S可知,剩余部分对水平面压强pA′可能会与pB′相等,故两个正方体均水平打孔可行;
(2)柱状体对水平面产生的压强是p=ρgh,当竖直打孔时,由于物体仍是柱状体且高度不变,由p=ρgh可知剩余部分对水平面压强不变,所以,两个正方体均竖直打孔时剩余部分对水平面压强仍是pA<pB,故两个正方体均竖直打孔不可行;
(3)由(2)知道,若A竖直打孔,A剩余部分对水平面压强不变;由(1)知道若B水平打孔,则重力减小,底面积不变,由p=F/S可知B剩余部分对水平面压强pB′会减小,则剩余部分对水平面压强可以达到相等,故A竖直打孔B水平打孔可行;
(4)A水平打孔,由于重力减小,底面积不变,由p=F/S可知B剩余部分对水平面压强pA′减小,B竖直打孔,B剩余部分对水平面压强不变;则剩余部分对水平面压强pA′<pB′,故A水平打孔、B竖直打孔不可行;综上所述只有B正确,故选B。