1.粗细均匀的蜡烛长l,他底部粘有质量为m的小铁块。现将他直立于水中,他的上端距水面h,如果蜡烛点燃假定蜡烛燃烧时油不流下来,且每分钟烧去蜡烛长l’,则从点燃蜡烛开始计时,经()时间蜡烛熄灭(设蜡烛的密度p,水的密度p’,铁的密度p”)
2.晴朗日子,某人在高出海平面6.32m处用高倍望远镜观察平静的水面,则他最远能看到大约()m的海面(地球半径约为6.4*10的六次方)
一、分析:此题主要根据重力等于浮力以达到平衡。
开始时是平衡的,重力=浮力(一个式子):
[S*L*(p蜡)+m]*g=(p水)*g*[S*(L-h)+m/(p铁)] 其中S为蜡烛的横截面积。
随着燃烧进行,重力逐渐减少蜡烛会上浮,但因速度缓慢,在物理研究时就将过程中每一个状态都看成平衡状态;这样我们不考虑过程,直接找到最终的平衡状态:蜡烛燃到水面处,此处重力=浮力(第二个式子):
[S*a*(p蜡)+m]*g==(p水)*g*[S*a+m/(p铁)] 其中a为蜡烛熄灭时剩余长度。
由一式解出S,带入二式解出a,则时间就是(L-a)/l'
二、图片中圆即地球,BP就是此人,P点为观察点。由切割线定理先求PA=PB*PC其中PB=6.32;PC=PB+2R。
其实题中要求的并不是PA,而是弧线AB的长度,但现实中PB很低,这样PA与弧AB基本一样,可以近似。学过解三角形后也可以求出弧AB的长度,但一般这样是没有必要的。