如图所示,边长分别为0.2米和0.3米的实心正方体A、B放置在水平地面上,物体A的密度为2×103千克/米3,物体B的质量为13.5千克。求:
(1)物体B的密度。
(2)物体A对水平地面的压强。
(3)若在正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的体积V后,A、B剩余部分对水平地面的压强为pA'和pB',请通过计算比较它们的大小关系及其对应的V的取值范围。
解析:
( 1 )B的体积:
VB=b3=0.33=0.027(m3)
物体B的密度:
ρB=mB/VB=13.5/0.027=0.5×103(kg/m3)
(2)物体A对水平地面的压强:
PA=FA/SA=GA/SA=ρAga3/a2=ρAga
=2×103×10×0.2
=4×103(Pa)
(3)在正方体A、B上沿水平方向分别截去相同的体积V后,受力面积不变,
A对地面的压力
FA′=GA′=ρAgVA′=ρAg(VA-V)pA′=.
F′A |
SA |
=
2×103kg/m3×(8×10-3m3−V)×10/kg |
0.04m2 |
B对地面的压力
FB′=GB′=ρBgVB′=ρBg(VB-V)pB′=..
F′B |
SB |
=
0.5×103kg/m3×(27×10-3m3−V)×10N/kg |
0.09m2 |
∵pA′=pB′,
即:.
2×103kg/m3×(8×10-3m3−V)×10N/kg |
0.04m2 |
=
0.5×103kg/m3×(27×10-3m3−V)×10N/kg |
0.09m2 |
解得:V=5.625×10-3m3,
若pA′>pB′,V<5.625×10-3m3;
若pA′<pB′,V>5.625×10-3m3.
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