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一道初中物理难题请教高手!

如图7甲所示,装有部分的试管竖直漂浮在容器内的水面上,试管内水面与容器底部的距离为h,试管壁粗细均匀、厚度不计;现将一物块完全浸没在该试管水中,发现试管内水面与容器底部的距离恰好仍为h,如图8乙所示,若试管横截面积与容器横截面积之比为1:5,则可求物体的密度为多少?

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2012-06-12

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设物块质量为m,体积为v,试管截面积为S。 放进物块,试管内液面上升V/S,但液面与容器底面距离不变,说明试管下移了V/S,这样容器的液面就上升了V/S/4.总的效果是试管多排出水的体积等于(1+1/4)V/S*S =1.25V.由浮力定律,这些体积水的重量等于物块的重量,所以物块的密度是水的1.25倍。

2012-06-12

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    **排水有两种根本方式:体积排水和重量排水。 体积排水量等于重量排水量时,密度同水, 体积排水量小于重量排水量时,密度大于水, 裸物会因水提供浮力不足而下沉, **物块沉入小试管的水里是体积排水,(密度大于水的1,) 先使试管内水面提高一个物块体积高度H, 但由于物块与试管一起以重量来排水,总重加重而再下沉, 巧的是试管内水面降回原高度, 不考虑试管壁厚,说明试管下沉了一个物块体积高度H, 到此意味着这一动作效果首先体现了多排一个物块体积的水; **再看由于试管下沉多排的这部分水,必导致容器水面上升, 题面告诉我们:试管横截面积与容器横截面积之比为1:5, 那么试管外容器横截面积只有4份, 即试管内外水面面积比是1:4, 那么,试管往下挤多少体积水,就有这么多水被挤上来, 即试管下沉了一个物块体积高度H, 试管外水面就上升了1/4的H高度, 相对外水面高度来说,试管共下沉了1个H加上1/4个H高度, 即因为加了物块重量而多排1。
    25倍物块体积高度H的水。 **我们看:物块体积排1H试管水,物块重量排1。25H试管水, 它与水的比重就是1。25。 国标单位密度值1。25*1000kg/m3。
   。

2012-06-12

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    如图 设试管与内部水的质量之和为m1,试管的底面积为S,则容器的底面积为5S 设物块的质量为m,体积为V 设开始时试管内水的高度为h1,试管底部距离水面高度h2; 设后来时试管内水的高度为h1',试管底部距离水面高度h2' 由于是漂浮,所以受到的浮力等于排开水的重力 则: 开始时:m1*g=ρ水*S*h2*g 后来时:(m1+m)*g=ρ水*S*h2'*g ===> mg+ρ水*S*h2*g=ρ水*S*h2'*g ===> m=ρ水*S*(h2'-h2) ===> m/(ρ水*S)=h2'-h2………………………………………(1) 容器内水的体积【不包括试管内部分】前后不变,则: 开始时:V水=(5S-S)*h2+(h-h1)*5S=4S*h2+5S*(h-h1) 后来时:V水=(5S-S)*h2'+(h-h1')*5S=4S*h2'+5S*(h-h1') 所以,4S*h2+5S*(h-h1)=4S*h2'=5S*(h-h1') ===> 5S*[(h-h1)-(h-h1')]=4S*(h2'-h2) ===> 5(h1'-h1)=4(h2'-h2)…………………………………(2) 试管内水的体积也不变,则: 开始时:V水'=S*h1 后来时:V水'=S*h1'-V 所以,S*h1=S*h1'-V ===> V=S*(h1'-h1) ===> h1'-h1=V/S………………………………………………(3) 将(1)(3)代入(2)得到: 5V/S=4*m/(ρ水*S) ===> 5V=4m/ρ水 ===> 4mg=5ρ水*V ===> m/V=(5/4)ρ水 即,物块密度ρ物=(5/4)ρ水=1。
    25*10^3kg/m^3。

2012-06-12

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2.5答案见图。

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