题目内容
【题目】如图所示,水平地面上有一重为G1,体积为V的实心长方体A;如图所示,水平地面上有一个重为G2、底面积为S的薄壁圆柱形容器,内盛有重为G3的水且容器足够高。
①若用绳子吊着物体A,将一半体积浸入水中,水对容器底压强的增加量Δp水与容器对桌面的压强增加量Δp桌比值为______(选填“大于1”,“等于1”或“小于1”)
②若将物体A投入容器中,物体A下沉至容器底部且完全浸没在水中,水对容器底压强的增加量Δp水与容器对桌面的压强增加量Δp桌比值为______。(涉及的物理量用文中的符号表示,其中ρ水表示水的密度)
【答案】等于1
【解析】
①若用绳子吊着物体A,将一半体积浸入水中,
此时排开水的体积为:,
排开水的重,即对容器底增大的压力为:,
圆柱形容器形状规则,所以根据得,水对容器底压强的增加量:
;
根据阿基米德原理知,物体A受到的浮力等于排开水的重,又由于力的作用相互,所以容器对桌面的压力增大量等于浮力,即增大的压力等于排开水的重:,
根据得,容器对桌面的压强增加量:
;
可得:;
即水对容器底压强的增加量Δp水与容器对桌面的压强增加量Δp桌比值等于1;
②将物体A投入容器中,物体A下沉至容器底部且完全浸没在水中,
此时排开水的体积为:,
排开水的重,即对容器底增大的压力为:,
圆柱形容器形状规则,所以根据得,水对容器底压强的增加量:
;
A沉入中,与放入A物体前相比,容器对桌面的压力增大了,压力增大的量为物体A的重G1,根据得,容器对桌面的压强增加量为:
则水对容器底压强的增加量Δp水与容器对桌面的压强增加量Δp桌比值为:
。
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