题目内容

(2012?西城区一模)有A、B两个密度分别为ρA、ρB的实心正方体,它们所受的重力分别为GA和GB,它们的边长之比为2:1.将它们如图所示叠放在水平桌面上时,A对B的压强与B对桌面的压强之比为6:7.水平桌面上有甲、乙两个圆柱形容器,将物体A和B分别放入甲、乙两容器的液体中,物体A漂浮,有1/4的体积露出水面.液体静止时,物体A、B所受浮力分别为FA和FB.已知酒精密度是水密度的0.8倍.下列判断正确的是(  )
分析:(1)由图知,A与B的接触面积S和地面的受力面积相同,求出A对B的压力、AB对地面的压力,知道A对B的压强与B对桌面的压强关系,根据压强公式求A、B重力关系;
(2)知道AB的边长之比,可求体积之比,求出了重力之比,利用G=mg=ρVg求AB的密度关系;
(3)由题知,物体A漂浮,有
1
4
的体积露出水面,利用阿基米德原理求A受到的浮力,据此得出A的密度与水的密度关系,进而得出B的密度与水的密度关系,从而判断B在酒精中的浮与沉,根据阿基米德原理求出B在酒精中受到的浮力,最后求出AB受到的浮力之比;
综合上述分析,进行判断选择.
解答:解:
(1)由图知,A与B的接触面积S和地面的受力面积相同,
A对B的压强:
pA=
FA
S
=
GA
S
,
B对桌面的压强:
pAB=
FAB
S
=
GA+GB
S

∵A对B的压强与B对桌面的压强之比为6:7,
即:
GA
S
:
GA+GB
S
=
6
7
,
∴GA:(GA+GB)=6:7,
∴GA:GB=6:1;
(2)∵V=L3,AB的边长之比为2:1,
∴VA:VB=(LA)3:(LB)3=8:1,
∵ρ=
m
V
=
G
ρg
,
∴
ρA
ρB
=
GA
VAg
:
GB
VBg
=
GA
GB
×
VB
VA
=
6
1
×
1
8
=
3
4
;
(3)由题知,物体A漂浮,有
1
4
的体积露出水面,则:
FA=ρ水V排g=ρ水
3
4
VAg=ρAVAg,
∴ρA=
3
4
ρ水,
∵
ρA
ρB
=
3
4
,
∴ρB=
4
3
ρA=
4
3
×
3
4
ρ水=ρ水,
∴物体B在酒精中下沉,
FB=ρ酒精V排g=ρ酒精VBg,
FA:FB=ρAVAg:ρ酒精VBg=
3
4
ρ水8VBg:0.8×ρ水VBg=15:2.
综合上述分析,可得:GA:GB=6:1,ρA:ρB=3:4,FA:FB=15:2.
故选A.
点评:本题为力学综合题,考查了学生对重力公式、密度公式、压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,本题为选择题,实质是一道复杂的计算题,要通过计算确定三量的具体关系再进行判断.
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