一根长20cm的蜡烛(上下均匀),下方挂一小铁块(铁块的体积不可忽略),放入水中,蜡烛有1cm长露出了水面(且竖直),现在点燃该蜡烛,直到被水熄灭为止。(设烧到与水面平齐处即被水熄灭),可被燃烧掉的蜡烛长度为 cm.(ρ蜡=0.8×103kg/m3)
答案:5
解析:ρ蜡=0.8×103kg/m3=0.8g/cm3,h蜡=20cm,h排=19cm;
设烛的截面积为S,则蜡烛的重力为
G蜡=m蜡g=ρ蜡V蜡g=ρ蜡h蜡Sg;
设小铁块的重量为G铁,又因漂浮,故
G蜡+G铁=G排水=ρ水V排g=ρ水Sh排g,
则有
ρ蜡h蜡Sg+G铁=ρ水Sh排g,
0.8×20×Sg+G铁=1.0×S×19g
∴G铁=3Sg,
蜡烛熄灭时设烛长为L,
因,烧到与水面平齐处即被水熄灭,故悬浮,
则有:
G蜡剩+G铁=G排水′,
即:
ρ蜡LSg+G铁=ρ水LSg
把G铁=3Sg代入得:
L=15cm,
故燃烧掉的蜡烛为
L′=20cm﹣15cm=5cm。
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