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物理必考如图所示容器内放有一长方体木块.上面压有一铁块.木块浮出水面

2024-01-15 08:53:46信息公告699

如图所示容器内放有一长方体木块,上面压有一铁块,木块浮出水面的高度为h1(图a);用细绳将该铁块系在木块的下面,木块浮出水面的高度为h2(图b);将细绳剪断后(图、c),木块浮出水面的高度为U0d物理好资源网(原物理ok网)

A.h1+U0d物理好资源网(原物理ok网)

B.h2+U0d物理好资源网(原物理ok网)

C.h1+U0d物理好资源网(原物理ok网)

D.h2+U0d物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

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试题解析

把木块M和铁块m看做一个整体,图a中排开水的体积Va排与图b排开水的体积Vb排.而图c只研究长方体木块M排开水的体积VC排.根据沉浮条件得出排水体积大小的关系,从而得出木块浮出水面的高度.U0d物理好资源网(原物理ok网)

解答:设长方体木块的底面积为S,高为h;把木块M和铁块m看做一个整体,两种情况都是处于漂浮状态,浮力等于木块和铁块的总重力,浮力相等.在同种液体中它们受到的浮力相等,排开液体的体积相等;即Va排=Vb排U0d物理好资源网(原物理ok网)

又∵Va排=Sh-Sh1,Vb排=Sh-Sh2+Vm,所以Sh-Sh1=Sh-Sh2+VmU0d物理好资源网(原物理ok网)

∴Vm=S(h2-h1)--------------------①U0d物理好资源网(原物理ok网)

由图a可知:木块和铁块的漂浮时U0d物理好资源网(原物理ok网)

F=G+GU0d物理好资源网(原物理ok网)

∴ρgS(h-h1)=ρgSh+ρgVm------②;U0d物理好资源网(原物理ok网)

将①式代入②式得:h=------③.U0d物理好资源网(原物理ok网)

将细绳剪断后(图c)木块漂浮;GM=FM浮;即ρgSh=ρgS(h-h3);U0d物理好资源网(原物理ok网)

∴h3=---------④;U0d物理好资源网(原物理ok网)

将③式代入④式得:h3=h1+.U0d物理好资源网(原物理ok网)

故选A.U0d物理好资源网(原物理ok网)

点评:解答本题的关键是图a与图b中要把木块和铁块看作一个整体,利用图a的重力和浮力关系,图a与图b中之间的浮力相等而得到的排开的水体积相等的关系得出木块高h的表达式;知道在图c中只是木块浮出水面,高度只决定于木块本身,本题难度很大.U0d物理好资源网(原物理ok网)