如图所示,在一个开口锥形瓶内注入适量水,然后将它放在水平桌面上.此时水对锥形瓶底的压力为3牛;现在锥形瓶内放入一个重为G1的木块,水对锥形瓶底的压力变为4牛;在锥形瓶内再放入一个重为G2的木块,水对锥形瓶底的压力变为5牛.木块与锥形瓶始终不接触,则
A.G1<G2<1牛
B.G2<G1<1牛
C.G1=G2=1牛
D.G1>G2>1牛
B
(1)求出放入木块前、后水对容器底部的压力,得出压力差F1′-F1=ρgs(h′-h);
(2)因为木块漂浮,所以G木=G排=ρgV排;又因为容器为下粗上细的容器,所以s(h′-h)>V排,
从而得出F1′-F1>G木;注意越往上部,液体的实际质量越少.因而可以得到G2<G1.
解答:水对容器底部的压力:
F1=ps=ρghs,
∴放入木块后,水对容器底部的压力:
F1′=P′s=ρgh′s;
则:F1′-F1=ρgs(h′-h),
∵放入木块后,漂浮,
∴G木=G排=ρgV排,
∵容器为上细下粗的容器,
∴s(h′-h)>V排,
∴F1′-F1>G木;
即:4N-3N=1N>G1;5N-4N=1N>G2;
注意越往上部,液体的实际质量越少;
所以G2<G1<1N.
故选B.
点评:本题考查了学生对物体的漂浮条件、液体压强公式和压强定义式的掌握和运用,对于压力、压强的分析计算:
①固体先求压力后压强,液体先求压强后压力;
②上细下粗的容器,液体对容器底的压力F>G,上粗下细的容器,液体对容器底的压力F<G.
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