一根长16 cm的蜡烛,底部镶嵌一根小铁钉,可认为铁钉全部嵌入蜡烛底部,将蜡烛放入水池中,恰能保持竖直,测得蜡烛露出水面的长度为1 cm。现在点燃蜡烛,烛芯很细,仍可认为蜡烛质量均匀分布且看作圆柱体,水池水面足够宽广,当蜡烛上端与水面相平时就熄灭,蜡烛熄灭时所剩的长度为 cm,从蜡烛开始点燃到熄灭的过程中蜡烛燃烧的平均速度和蜡烛在水中上升的平均速度大小之比为
答案:6 10:9
解析(三人行社区haowen.wuliok.com为你作答):
设其横截面积为S,则蜡烛的体积是
V=Sh
蜡烛的重力
G=mg=ρgSh
蜡烛漂浮,故
ρ水gS(h-h露)=ρgSh+G钉
故
G钉=ρ水gS(h-h露)-ρgSh
设恰好熄灭时,蜡烛的长度变成h’,则
ρ水gSh’=ρgSh’+G钉
即
ρ水gSh’=ρgSh’+ρ水gS(h-h露)-ρgSh
也即
ρ水h’=ρh’+ρ水(h-h露)-ρh
(ρ水-ρ)h’=ρ水(h-h露)-ρh
代入数据得
h’=6cm
蜡烛长度减小(火焰燃烧掉的长度):
h-h’=16cm-10cm
=6cm
水下长度减小(上升量)
h-h露-h’=16cm-1cm-6cm
=9cm
两者时间相等,故其平均速度之比等于其长度之比。故
v烧:v升=10:9
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