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物理浮力如图所示，在一只置于水平面上、横截面积为S=12cm^2
发表于：2024-10-24 00:00:00浏览：4次
问题描述：如图所示，在一只置于水平面上、横截面积为S=12cm^2
的型容器中，装有水和密度为750kg/m^3的油，油和水截然分开，一块体积为100cm^3的冰块悬浮在水和油之间处于平衡状态，已知冰的密度为900kg/m^3,问：
1.此时冰块在油中的体积V1与在水中的体积V2之比是多少？
2.当冰块熔化后，水和油的分界面向什么方向移动？移动多少厘米？
已知油的密度为ρ1=750kg/m^3，水的密度为ρ2=1000kg/m^3,冰的密度为ρ=900kg/m^3.冰的
由于冰处于平衡状态：所以其在水中和油中的总浮力等于其重力，即
ρ1gV1+ρ2gV2=ρgV,ρ1V1+ρ2(V-V1)=ρV
V1=(ρ2-ρ)V/(ρ2-ρ1)=(1000-900)*100/(1000-750)=40(cm^3)
V2=V-V1=100cm^3-40cm^3=60cm^3
冰块在油中的体积V1与在水中的体积V2之比是V1:V2=2:3.
当冰块熔成水后的体积为V3=100cm^3*900/1000=90cm^3，比冰块在水中的体积多90cm^3-60cm^3=30cm^3,故水和油的分界面向上即油方向移动,移动30cm^3/12cm^2=2.5厘米.
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