如图所示,一段粗细、质量均匀的蜡块,重为G1,长为L,与一重为G2的铁块通过轻质细绳相连,整立漂浮在水面上,露出水面的长度为L0,则蜡块和铁块所受水的浮力F浮=2 ,若多次截掉蜡块露出水面的部分,直到蜡块上表面与水面恰好相平,此时蜡块在水中的长度L1≈ 。(结果用G1、G2、ρ水、ρ蜡、L、L0来表示)
【解析】(1)蜡块与铁块通过轻质细绳相连,整立漂浮在水面上时,根据漂浮条件可知:F浮=G1+G2;
(2)当蜡块漂浮时,根据阿基米德原理可得:
V排==;
根据G=mg=ρVg可得蜡块体积:
V1=,
由于露出水面的长度为L0,则蜡块漂浮时浸在水里的体积为:
V蜡浸=V1=×=,
铁块的体积:
V2=V排﹣V蜡浸=﹣;
当蜡块上表面与水面恰好相平,即悬浮时,
V排′=V1+V2)=×+﹣;
则:F浮′=G蜡剩+G2,
即:ρ水g(×+﹣)=G1+G2,
所以,L1=L﹣L0。
故答案为:G1+G2;L﹣L0。
【点评】此题考查了有关物体的浮沉条件及阿基米德原理的应用,关键要把握两点:①蜡块与铁块通过轻质细绳相连,整立漂浮在水面上时是漂浮,浮力等于总重力;②蜡块上表面与水面恰好相平时是悬浮,浮力等于重力。注意两状态下的浮力不相同。
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