如图所示容器内放有一长方体木块M,上面压有一铁块m,木块浮出水面的高度为h1(图a);用细绳将该铁块系在木块的下面,木块浮出水面的高度为h2(图b);将细绳剪断后(图c),则木块浮出水面的高度h3为( )
答案:A
解析:
设长方体木块的底面积为S,高为h,把木块M和铁块m看做一个整体,两种情况都是处于漂浮状态,浮力等于木块和铁块的总重力,浮力相等,
在同种液体中它们受到的浮力相等,排开液体的体积相等,即
Va排=Vb排,
又因
Va排=Sh﹣Sh1,Vb排=Sh﹣Sh2+Vm,
所以
Sh﹣Sh1=Sh﹣Sh2+Vm,
即
Vm=S(h2﹣h1)﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①
由图a可知:木块和铁块的漂浮时
F浮=G木+G铁;
则
ρ水gS(h﹣h1)=ρ木gSh+ρ铁gVm﹣﹣﹣②
将①式代入②式得:
---------③
将细绳剪断后(图c)木块漂浮,
GM=FM浮,即
ρ木gSh=ρ水gS(h﹣h3);
则
h3-------④;
将③式代入④式得:
h3=h1,故A正确。
故选:A。
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