把一段两端开口的圆锥形筒的下端,用一块轻质薄片挡住,然后放入盛水的容器中,浸入水中的薄片因被水的压力顶住不会下落,使水不能进入管中.如果筒中注入100克水,恰能使薄片下沉,下列能使

Question

把一段两端开口的圆锥形筒的下端,用一块轻质薄片挡住,然后放入盛水的容器中,浸入水中的薄片因被水的压力顶住不会下落,使水不能进入管中.如果筒中注入100克水,恰能使薄片下沉,下列能使薄片下沉的办法是( )
A.在薄片中央轻轻放100g砝码
B.注入100g酒精
C.注入100g水
D.注入100g酒精或100g水银均可

Answer 1

解析：能否将薄片压下,取决于施加给薄片的向下的压力是否比注入100克水时所产生的压力大.对于液体所产生的压力 无论容器的形状如何,容器底部受到的压力大小总等于以它的底面积为底,深度为高的液柱受到的重力.
此类容器底部受到的压力大于液体的重力,也就是在筒中注入100克水时,薄片受到的压力大于100克水的重力.因此选项A、D错误.
对于B和C,我们则要比较它们产生的压力是否比在筒中注入100克水时所产生的压力大.
F水 =p水S = ρ水gh水S F酒精 =p酒精 S =ρ酒精gh酒精S F水银 =p水银S = ρ水银gh水银S
根据三种液体的质量相等我们知道：ρ水V水=ρ酒精V酒精 =ρ水银V水银
三种液体中酒精的密度最小,体积最大,因此上部的面积最小.即S’水银﹥S’水﹥S’酒精
ρ酒精h酒精﹥ρ水h水﹥ρ水银h水银
ρ酒精h酒精﹥ρ水h水﹥ρ水银h水银
F水 =p水S = ρ水gh水S F酒精 =p酒精 S =ρ酒精gh酒精S F水银 =p水银S = ρ水银gh水银S
因此 F酒精﹥F水﹥F水银 答案：B