题目内容

如图所示,在盛有某液体的圆柱形容器内放有一木块A,在木块的下方用轻质细线悬挂一体积与之相同的金属块B,金属块B浸没在液体内,而木块漂浮在液面上,液面正好与容器口相齐.某瞬间细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;然后取出金属块B(不考虑水的损失),液面又下降了h2;最后取出木块A,液面又下降了h3.由此可判断A与B的密度比为(  )
分析:此时木块A受到自身重力、浮力、向下的拉力,B受到重力、向上的拉力和浮力的作用,当细线断开后,木块受到的浮力减小,减小的浮力等于金属块B的重力与金属块B所受浮力之差;根据此关系和阿基米德原理列出等式.木块在液体中最后漂浮,受到的浮力等于自身重力,根据此关系和阿基米德原理列出等式,二式相比较即可得出结论.
解答:解:当木块漂浮在水面上时,受到的浮力等于自身的重力,
F浮2=GA,则ρ水gSh3=ρAVg 
即ρAVg=ρ水gSh3-------------①
∵细线突然断开,待稳定后液面下降了h1;
∴细线断开后,木块A减小的浮力F浮1=ρ水gV排1=ρ水gSh1;
∵取出金属块B,液面下降了h2;
∴金属块B所受浮力F浮1=ρ水gSh2,
则金属块B的重力与金属块B所受浮力之差为GB-ρ水gSh2=ρBVg-ρ水gSh2,
∵木块A与金属块B一起能漂浮在液面上,则金属块B的重力与金属块B所受浮力之差等于木块减小的浮力,
∴ρ水gSh1=ρBVg-ρ水gSh2,
即:ρBVg=ρ水gSh1+ρ水gSh2 -----------------②
∴①式与②式相比得:
 
ρAVg
ρBVg
=
ρ水gSh3 
ρ水gSh1+ρ水gSh2
,
整理得:
ρA
ρB
=
h3
h1+h2
.
故选D.
点评:本题考查物体密度的大小比较,关键是对AB进行受力分析,找出AB所受浮力与液面降低的关系,这是本题的难点.减小的浮力用△F浮,分别求减小的浮力、B的重、B受到的浮力,再得出关系式.
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