有兩個(gè)密度分別為ρ甲和ρ乙的實(shí)心金屬塊,全都浸沒(méi)在水中稱量時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,下列說(shuō)法正確的是( )
A.當(dāng)ρ甲小于ρ乙時(shí),它們?cè)诳諝庵惺艿闹亓赡芟嗤?br />B.當(dāng)ρ甲大于ρ乙時(shí),甲在空氣中受的重力大于乙在空氣中受的重力
C.當(dāng)ρ甲小于ρ乙時(shí),甲在空氣中受的重力大于乙在空氣中受的重力
D.當(dāng)ρ甲大于ρ乙時(shí),它們?cè)诳諝庵惺艿闹亓赡芟嗤?br />
【答案】分析:當(dāng)實(shí)心金屬塊全部浸沒(méi)在水中時(shí),共受到三個(gè)力的作用:重力,浮力和拉力.其中彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬塊的拉力等于金屬塊的重力減去金屬塊的浮力,而金屬塊對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力與彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)金屬塊的拉力在大小上是相等的,所以F示=G-F浮.根據(jù)題意,我們可得出F甲示=F乙示,即G甲-F甲浮=G乙-F乙浮.運(yùn)用公式推導(dǎo)可得出:ρ甲gV甲-ρ水gV甲=ρ乙gV乙-ρ水gV乙,進(jìn)一步簡(jiǎn)化可得:(ρ甲-ρ水)V甲=(ρ乙-ρ水)V乙,最后用這個(gè)式子結(jié)合四個(gè)選項(xiàng)中的條件,就可以做出正確判斷.
解答:解:
金屬塊全都浸在水中稱量時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)相同,
F示=G-F浮=ρgV-ρ水gV;
ρ甲gV甲-ρ水gV甲=ρ乙gV乙-ρ水gV乙;
(ρ甲-ρ水)V甲=(ρ乙-ρ水)V乙;
①當(dāng)ρ甲>ρ乙時(shí),(ρ甲-ρ水)>(ρ乙-ρ水),∴V甲<V乙;
當(dāng)V甲<V乙時(shí),由F浮=ρ液gV排可知,F(xiàn)甲浮<F乙浮,由G甲-F甲浮=G乙-F乙浮可得出此時(shí)G甲<G乙,故選項(xiàng)B和D都是錯(cuò)誤的;
②當(dāng)ρ甲<ρ乙時(shí),由(ρ甲-ρ水)V甲=(ρ乙-ρ水)V乙可知,V甲>V乙.
當(dāng)V甲>V乙時(shí),由F浮=ρ液gV排可知,F(xiàn)甲浮>F乙浮,由G甲-F甲浮=G乙-F乙浮可得出此時(shí)G甲>G乙,故選項(xiàng)A是錯(cuò)誤的,選項(xiàng)C是正確的.
故選C.
點(diǎn)評(píng):解答本題的突破口是抓住題中的等量關(guān)系,即彈簧秤示數(shù)相同,根據(jù)這個(gè)等量關(guān)系我們可以得出G甲-F甲浮=G乙-F乙浮這個(gè)關(guān)系式.解題思路是先由這個(gè)關(guān)系式和浮力、重力計(jì)算公式推導(dǎo)出(ρ甲-ρ水)V甲=(ρ乙-ρ水)V乙,然后再利用推導(dǎo)出的關(guān)系式結(jié)合選項(xiàng)中的條件一步步推出體積關(guān)系,浮力關(guān)系,最后再由G甲-F甲浮=G乙-F乙浮這個(gè)關(guān)系式推出重力關(guān)系.