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  • 如圖所示,有兩只完全相同的溢水杯分別盛有密度不同的A、B兩種液體,將兩個體積均為V,所受重力分別為GC、GD的小球C、D分別放入兩容器中,當兩球靜止時,兩杯中液面相平,且C球有一半

    如圖所示,有兩只完全相同的溢水杯分別盛有密度不同的A、B兩種液體,將兩個體積均為V,所受重力分別為GC、GD的小球C、D分別放入兩容器中,當兩球靜止時,兩杯中液面相平,且C球有一半體積浸入液體中,D球全部浸入液體中.此時兩種液體對甲、乙兩容器底部的壓強分別為pA、pB;甲、乙兩容器對桌面的壓強分別為p1、p2.要使C球剛好完全沒入液體中,須對C球施加豎直向下的壓力F,若用與F同樣大小的力豎直向上提D球,可使它有V1的體積露出液面.已知C、D兩球的密度比為2:3.則下述判斷正確的是( ?。?br/> A. p1>p2;2GC=3GD
    B. 3p1=4p2;pA>pB
    C. 3GC=2GD;3V1=2V
    D. 3pA=4pB;3V1=V
    物理人氣:361 ℃時間:2020-04-12 02:01:44
    優(yōu)質(zhì)解答
    (1)∵G=mg=ρVg,兩球體積相同,
    ∴GC:GDCVg:ρDVg=ρC:ρD=2:3,即3GC=2GD;
    (2)當兩球靜止時,C球有一半體積浸入液體中,
    ∵FVg,
    ∴C球受到的浮力:
    FCA
    1
    2
    Vg,
    ∵C球漂浮,
    ∴FC=GCCVg,
    ∴ρA
    1
    2
    Vg=ρCVg,
    ρA=2ρC,
    ∵D球懸浮,
    ∴ρBD,
    ∴ρA:ρB=2ρC:ρD=2ρC
    3
    2
    ρC=4:3,
    ∵兩容器液面等高,
    ∴液體對容器底的壓強:
    pA:pBAgh:ρBgh=ρA:ρB=4:3,即3pA=4pB;
    (3)∵F=G=G,
    ∴C球和D球排開的液體重都等于球本身重,
    ∴容器對桌面的壓力都等于容器重加上液體重和球重,F(xiàn)=G容器+G+G,
    ∵ρA>ρB
    ∴GA>GB,
    ∴對桌面的壓力:
    FA>FB,
    ∵p=
    F
    S
    ,同樣的容器、s相同,
    ∴甲、乙兩容器對桌面的壓強:
    p1>p2;因為不知道液體和容器重的關系,無法得出p1和p2的具體關系;
    (4)要使C球剛好完全沒入液體中,F(xiàn)+GC=F浮C,即F+ρCVg=ρAVg,---①
    對于D球,F(xiàn)+F浮D=GD,即F+ρB(V-V1)g=ρDVg,-----②
    ①-②得:
    ρCVg-ρB(V-V1)g=ρAVg-ρDVg,
    ρCVg-ρBVg+ρBV1g=ρAVg-ρDVg,
    ∴ρBV1g=ρAVg-ρDVg-ρCVg+ρBVg=ρAVg-ρCVg=ρCVg,
    V1:V=ρC:ρBC:ρD=2:3,即3V1=2V.
    由上述分析可知,3GC=2GD、3pA=4pB、p1>p2、3V1=2V.
    故選C.
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