Question

在A、B两个完全相同的圆柱形容器内，装有等质量的水．现将质量相等的甲、乙两个实心小球分别放入A、B两个容器中，小球均可浸没且水不会溢出容器．已知构成甲、乙两小球物质的密度分别为ρ_甲=1.5×10³kg/m³，ρ_乙=4.5×10³kg/m³．则下列判断中正确的是（ ）
A．甲、乙两球受到的浮力之比F_甲：F_乙=1：2
B．放入小球后，桌面对A、B两容器的支持力之比N_A：N_B=3：1
C．放入小球前、后，A、B两容器底部受到水产生的压力增加量之比△F_A：△F_B=2：1
D．放入小球后，A、B两容器底部对甲、乙两球的支持力之比N_甲：N_乙=3：7

Answer 1

【答案】分析：A、根据阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排，要求甲、乙两球在水中受到的浮力之比，求出V_排之比即可．两小球均可浸没，所以排开水的体积等于小球的体积，根据公式V=，可求出两球的体积比．
B、放入小球后，桌面对两容器的支持力等于容器、水、小球的重力和．
C、根据压力F=pS，p=ρgh，所以F=ρghS，两容器底部受到水产生的压力增加量△F=ρg△hS．
D、放入小球后，容器底部对球的支持力等于球的重力与小球所受浮力之差．
解答：解：
A、设两球质量都为m，因为V=，所以两球体积比====，故选项A不合题意．
B、A、B两容器相同、装有等质量的水、甲乙两小球的质量也相等，所以A、B两容器、水、小球的总重力也相等．桌面对A、B两容器的支持力都等于它们的总重力，故桌面对A、B两容器的支持力之比为1：1，故选项B不合题意．
C、设两球质量都为m，容器的底面积为S．
则两球的体积V_甲=，V_乙=，
两球浸入水中时水面上升的高度△h_A==，△h_B==，
A、B两容器底部受到水产生的压力增加量△F_A=ρ_水g△h_A==，△F_B=ρ_水g△h_B==，
∴====．故选项C不合题意．
D、设两球质量都为m．
两球的重力都为G=mg，
两小球所受浮力F_甲浮=，F_乙浮=，
A、B两容器底部对甲、乙两球的支持力F_甲=G-F_甲浮=mg-，F_乙=G-F_乙浮=mg-，
所以====．选项D符合题意．
故选D．
点评：本题是一道压强、浮力的综合应用题，是一道难题．解决的关键是分析过程中对体积的变化要有清晰的认识，同时要熟练压强、浮力的计算公式．