题目内容

(2012?荆门)如图所示,质量分布均匀的、由不同材料制成的两个正方体物块甲和乙叠放在水平桌面上,已知甲物块的质量为400g,乙物块的质量为500g,甲对乙的压强与乙对桌面的压强相等;把它们分别投入足够多的水中,甲漂浮在水面上.下列有关的甲、乙两物块的密度和甲、乙两物块浸入水中的深度的判断中,正确的是(  )
分析:(1)①已知甲、乙两物体的质量m甲、m乙的关系,就可以求出它们的重力关系;
②根据甲物体对乙物体的压强与乙物体对地面的压强相等,由压强公式P=
F
S
可求出甲、乙两物体底面积的关系,从而确定边长的关系;
③根据边长的关系,确定体积的关系,再由质量和体积根据ρ=
m
V
可求出密度关系.
(2)甲漂浮受的浮力和重力相等,根据甲、乙密度关系判断出乙的浮沉情况,根据阿基米德原理就可以求出甲、乙两物体浸入水中的深度h之比.
解答:解:(1)①已知甲物块的质量为400g,乙物块的质量为500g,m甲:m乙=4:5,故G甲:G乙=4:5;
②甲对乙的压强P甲=
G甲
S甲
,乙对桌面的压强P乙=
G甲+G乙
S乙
,∵P甲=P乙,∴S甲:S乙=4:9;
③甲、乙边长关系L甲:L乙=2:3,则它们体积关系V甲:V乙=8:27,根据ρ=
m
V
得密度关系
ρ甲
ρ乙
=
m甲
V甲
m乙
V乙
=
m甲
V甲
×
V乙
m乙
=
m甲
m乙
×
V乙
V甲
=
4
5
×
27
8
=27:10;
故A、B均不正确;
(2)①甲漂浮在水面上,F甲=G甲;由于ρ甲:ρ乙=27:10,所以乙也漂浮在水面上,F乙=G乙;
②甲、乙两物体受到的浮力之比:
F甲
F乙
=
ρ水gS甲h甲
ρ水gS乙h乙
=
S甲h甲
S乙h乙
═
4
5
,由于S甲:S乙=4:9,
∴h甲:h乙=9:5.
故选C.
点评:本题考查了重力与质量的关系G=mg、质量与密度及体积的关系m=ρV、物体所受浮力等于它所排开液体受的重力等知识点,解题中运用了作比的方法,有一定的难度,做题时要注意体会.
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