問題詳情:
水平桌面上有*、乙兩個相同的燒杯,都裝有一些水,將不同材料製成的、體積相同的兩個空心球a和b放入兩個燒杯的水中,靜止時,a球下沉到燒杯底部,b球漂浮在水面,且兩個燒杯中的水面恰好相平,如圖所示.則下列說法正確的是( )
A.兩個燒杯底部受到水的壓力相等
B.a球受到的浮力大於b球受到的浮力
C.a球材料的密度一定大於b球材料的密度
D.*燒杯對桌面的壓力大於乙燒杯對桌面的壓力
【回答】
ABD【考點】物體的浮沉條件及其應用;壓力及重力與壓力的區別.
【分析】(1)首先利用p=ρgh判斷兩個燒杯底部受到水的壓強大小,然後利用p=判斷兩個燒杯底部受到水的壓力大小;
(2)從圖示中得出兩球排開水的體積關係,利用F浮=ρ水gV排判斷兩球所受浮力大小關係;
(3)根據兩小球在水中的狀態,利用物體浮沉條件,通過比較兩球與水的密度關係,得出兩球的密度關係;
(4)根據物體浮沉條件、結合阿基米德原理判斷a球和b球重力與排開水的重力關係,然後根據兩燒杯對桌面的壓力等於杯內水、小球和燒杯的重力之和比較*燒杯對桌面的壓力與乙燒杯對桌面的壓力的大小關係.
【解答】解:
A、水的密度一定,兩個燒杯中的水面相平(水的深度相同),根據p=ρgh可知兩個燒杯底部受到水的壓強相等;兩燒杯完全相同,則底面積相等,根據F=pS可知兩個燒杯底部受到水的壓力相等.故A正確;
B、由題意知,a球排開水的體積大於b球排開水的體積,水的密度一定,根據F浮=ρ水gV排可知,a球受到的浮力大於b球受到的浮力.故B正確;
C、a球下沉到燒杯底部,b球漂浮在水面,根據浮沉條件可知,a球的平均密度大於水的密度,b球的平均密度小於水的密度;但兩球都是空心的,所以不能確定a球材料的密度一定大於b球材料的密度,故C錯誤;
D、a球在*杯中沉底,所以Ga>F浮a,根據阿基米德原理有F浮a=G排a,所以Ga>G排a,即a受到的重力大於a排開水的重;則*燒杯對水平桌面的壓力:F*=G杯+G水+Ga>G杯+G水+G排a﹣﹣﹣①
b球在乙杯中漂浮,所以F浮b=Gb,根據阿基米德原理有F浮b=G排b,所以Gb=G排b,即b受到的重力等於b排開水的重;則乙燒杯對水平桌面的壓力:F乙=G杯+G水′+Gb=G杯+G水′+G排b﹣﹣﹣②
h相同,S相同,故水和排開水的總體積相同,水和排開水的總重相同,即G水+G排a=G水′+G排b﹣﹣③
綜合①②③式可得,F*>F乙,即*燒杯對桌面的壓力大於乙燒杯對桌面的壓力.故D正確.
故選ABD.
知識點:物體的浮沉條件及應用
題型:選擇題