题目内容

17.如图所示,两个完全相同的圆柱形容器A和B内盛有等高液体,液体对容器底部的压强pA>pB.现将质量相等的甲球和乙球(两球密度分别为ρ甲、ρ乙)分别放在A、B容器的液体中,两球均沉底,容器中均无液体溢出,若此时液体对各自容器底部的压力相等,在液体中所受的浮力分别为F1、F2,则(  )
A.ρ甲<ρ乙,F1>F2B.ρ甲<ρ乙,F1<F2C.ρ甲>ρ乙,F1>F2D.ρ甲>ρ乙,F1<F2

分析 (1)由于容器A和B是完全相同的圆柱形容器,则液体对各自容器底部的压力等于液体和重力,据此即可根据液体对各自容器底部的压力相等判断所受的浮力的大小;
(2)液体压强与密度和深度有关,由p=ρgh判断出液体的密度关系,根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排可得出甲球和乙球的体积关系,由于甲球和乙球的质量相等根据ρ=$\frac{m}{V}$分析密度的大小.

解答 解:(1)容器A和B内盛有等高液体,液体对容器底部的压强pA>pB.
由于容器A和B是完全相同的圆柱形容器,则根据F=pS可知:
液体对容器底部的压力FA>FB.
当质量相等的甲球和乙球分别放在A、B容器的液体中,由于两球均沉底,容器中均无液体溢出,若此时液体对容器底部的压力增加量为△F=G排=F浮,
所以,此时液体对容器底部的压力分别为FA′=FA+△FA=FA+F1,FB′=FB+△FB=FB+F2,
已知FA′=FB′,则FA+F1=FB+F2,
所以,F1<F2.
(2)因为容器A和B内盛有等高液体,液体对容器底部的压强pA>pB.
由p=ρgh可知:液体的密度关系为:ρA>ρB.又在液体中所受的浮力关系为F1<F2.
由F浮=ρ液gV排可得V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$,
所以,VA排<VB排.
在A、B容器的液体中,甲、乙两球均沉底,则V排=V球.
所以,VA<VB.
由于甲球和乙球的质量相等,根据ρ=$\frac{m}{V}$可知:
密度的大小关系为:ρ甲>ρ乙.
故选D.

点评 本题考查了液体压强的计算及压强公式的运用,难度较大.根据找出圆柱形容器底部受到液体的压力与容器内液体的重力和排开液体的重力之和.

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