初中物理浮力问题

桌面烧杯水中悬浮一个试管 ,试管中有水,且水面比烧杯中水面低,试管水面距离桌面h,放入一个物块1 浮在试管水面,此时试管水面距离桌面h`,放入物块2,沉入试管底部,此时试管中水面距离桌面刚好也是h,求物块2的密度?(烧杯底厚度忽略不计)

我是这样列式

m1+m1/水的密度/横截面积(也就是试管下降的高度)=m1/水的密度/横截面积(试管水面第一次上升的高度)+m2/水的密度/横截面积(第二块物体下去后水上升的密度)

这样试管整体的下降和试管里液面上升的高度刚好持平 也就是题目里的 第二块放入后高度h 自己感觉这样列式对啊 就是解不出来 求高人解答
zxw_0489

你那样说我能理解 但是物块2的密度怎么求呢

巧了,我表妹问了我同样一个问题。后面我连图都画出来了...诶......

解:

设试管横截面积为S;试管第一次下降的高度为h1,第二次下降h2;又设试管内水面第一次上升H1,第二次上升H2。

因为试管内水面初始高度=最终高度=h,所以试管下降总高度=试管内水面上升总高度,即h1+h2=H1+H2。

第一次【m1浮在水面】:m1×g=ρ水×g×S×h1=ρ水×g×S×H1,得h1=H1。由于h1+h2=H1+H2,所以h2=H2

(至此还可知,实际上h=h’)

第二次【m2沉下去】:m2=ρ2×V2=ρ水×S×h2,V2=S×H2

联合方程解得:ρ2=(h2/H2)×ρ水=ρ水 

补充:

对于hhfly2000提出的疑问,我解释一下。

首先,如果ρ2=ρ水,物体2可以悬浮于水底。

第二,物块1放入试管内浮于水面,水面上升H1,排开水的体积为S×H1,我想这个是没错的。你可以想象物块1的排水部分单独沉入水底任意位置,V1排=S×H1这个等式都还是成立的吧?(我想主要是因为我那个图的液面分隔位置画得不标准,引起错觉)

如果我这两点解释没错,那以上答案也就应该是对了...

温馨提示:答案为网友推荐,仅供参考
第1个回答  2010-08-20
haway_3d 的答案不对,如果照这么算,ρ2=ρ水,很难解释为什么物体2会沉底。
而且由h=h'还能算出ρ1=ρ水,同样很难解释为什么物体1会漂浮在水上。

问题出在你的第一个式子 m1×g=ρ水×g×S×h1=ρ水×g×S×H1.
由于放了小球,所以试管内水面上升了H1高度并不能表示排开水的体积为
S×H1,实际上应该是:S×H1 减去物体1浸没在水中部分的体积

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其实我的疑问,你并没有解释清楚。即使你说物体2可以悬浮于水底,但式子h=h'就是有问题的。由此得到的ρ1=ρ水也是有问题的。不能说物体1也是悬浮于水面上吧?
第二点,物块1放入试管内,水面上升H1,但排开水的体积不等于S×H1。假使如你所说,物块1的水下部分沉到了水底,即不在你画的H1部分,那么,水底的这部分物块1所排开的水的体积要不要计算了呢?
第2个回答  2010-08-22
设物块1的质量为m1,物块2的质量为m2
设试管横截面积为S;试管第一次下降的高度为h1,第二次下降h2;又设试管内水面第一次上升H1,第二次上升H2。
设物块1浸没在水面以下的体积为v1,物块2浸没在水面以下的体积为v2(即物块2的体积)

因为试管内水面初始高度=最终高度=h,所以试管下降总高度=试管内水面上升总高度,即h1+h2=H1+H2。
放入物块1时,有h-h1+H1= h’,得到H1-h1=h’-h。 由于物块1有一部分浸没在水面以下,所以有H1>h1,即h’>h。
物块1所受的浮力为:m1×g=ρ水×g×S×h1=ρ水×g×(S×H1-v1),得到:v1=S×(H1- h1)=S×(h’-h)
放入物块2时,有h’-h2+H2= h,得到h2- H2=h’-h。由于物块2沉入水下,密度应该大于水,因此有h2>H2。H2×S=v2
物块2所受的浮力为:m2×g=ρ水×g×S×h2
如果将物块1和物块2放在一起考虑,由水面高度不变可知,它们的密度等于水的密度,因此有:ρ水×g×S× (h1+h2)= (m1+m2)

第一次【m1浮在水面】:m1×g=ρ水×g×S×h1=ρ水×g×S×H1,得h1=H1。由于h1+h2=H1+H2,所以h2=H2
(至此还可知,实际上h=h’)
第二次【m2沉下去】:m2=ρ2×V2=ρ水×S×h2,V2=S×H2
联合方程解得:ρ2=(h2/H2)×ρ水=ρ水
第3个回答  2010-08-16
把这道题倒过来思考吧,也就是第二块使液面下降的高度差等于第一块上升的高度差h`-h,
写详细点就是h’-h=m2/水的密度/横截面积-m2/自身未知密度/横截面积,
如果其他量已知就是一个方程了,是不是可以求出来了呢?
第4个回答  2010-08-23
haway_3d的答案跟过程是对的,“V1排=S*H1”确实是对的,就是图画得不好,误导了大家,看他图里试管内的水哪里会越来越多的,只要重新画个图,按着他的思路走就理解了。
第5个回答  2010-08-16
好像有些已知数据你没写啊,横截面积是试管的还是烧杯的,而且第二个物块使水上升的高度求错了,不是除以水的密度,是除它自身的密度吧
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