如图所示,甲、乙两个均匀实心正方体放在水平地面上,已知它们对地面的压强相等.若沿水平方向切去某一厚度,使甲、乙对地面的压力相同,则此时它们对地面的压强p甲、p乙和切去的厚度△h甲、△h乙的关系是
A.p甲>p乙,△h甲=△h乙
B.p甲<p乙,△h甲>△h乙
C.p甲<p乙,△h甲=△h乙
D.p甲<p乙,△h甲<△h乙
B
(1)水平面上物体的压力和自身的重力相等,根据G=mg、m=ρv、v=sh和压强公式得出均匀实心正方体对水平地面的压强,根据它们对地面的压强相等得出两物体的密度关系.
(2)若沿水平方向切去某一厚度时,甲、乙对地面的压力相同,根据压强公式结合甲乙的底面积得出此时它们对地面的压强.
(3)甲、乙对地面的压力相同,即剩余物体的重力相等、质量相等,根据密度公式表示出其质量,利用甲乙两物体的变长关系和不等式得出切去厚度的关系.
解答:(1)正方体对水平地面的压强为p======ρgh;
∵两物体对水平面的压强相同,
∴ρ甲gh甲=ρ乙gh乙-------①
(2)若沿水平方向切去某一厚度时,甲、乙对地面的压力相同,
∵s甲>s乙,
∴根据p=可知,p甲<p乙;
(3)∵水平面上物体的压力和自身的重力相等,且G=mg,
∴甲乙剩余物体的质量相等,
∵m=ρv,
∴ρ甲h甲2(h甲-△h甲)=ρ乙h乙2(h乙-△h乙)--------②
由①②两式可得:h甲(h甲-△h甲)=h乙(h乙-△h乙),
∵h甲>h乙,
∴h甲-△h甲<h乙-△h乙,
即△h甲-△h乙>h甲-h乙>0
∴△h甲>△h乙.
故选B.
点评:此题是典型的柱状固体的压强问题,要根据已知条件,灵活选用压强计算式p=和p=ρgh(适用于实心柱体对支撑面的压强)进行分析解答,对于方形物体:p======ρgh,可见对桌面压强仅与物体密度和h有关,而与粗细无关.