如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面*,杯内水中漂浮着一冰块.若冰融化前、后水对杯底的压强分别为P1、P2,杯底对桌面的压强分别为P3、P4,已知ρ水>ρ冰块,则

问题描述:

如图所示,一质地均匀的圆柱形平底玻璃杯,置于水平桌面*,杯内水中漂浮着一冰块.若冰融化前、后水对杯底的压强分别为P1、P2,杯底对桌面的压强分别为P3、P4,已知ρ>ρ冰块,则下列关系式中正确的是(  )
A. p1<p2<p3<p4
B. p1>p2>p3>p4
C. p1=p2、p3=p4,且p1=p3
D. p1=p2、p3=p4,且p1<p3

(1)根据阿基米德原理:F=G(即排开水的重力G即得F=G排水);由于冰块漂浮,根据二力平衡知识,有F=G;故G=G排水;故冰块熔化前后,水面高度h不变;
根据液体压强的公式:P=ρgh可得,由于水的高度h不变,故水对杯底的压强不变,即P1=P2
(2)冰块熔化前后,杯内物质的重力不变,杯子的重力不变;故桌面受到的压力(F=G)就不变,杯子的底面积不变;根据固体的压强公式:P=

F
S
=
G
S
得,桌面受压强不变,即P3=P4
(3)由于玻璃杯是质地均匀的圆柱形,故杯底受到的压力等于杯内物质的重力(G);杯底受压强P1=
G
S

桌面受到的压力等于杯子与杯内物质的总重力(G);桌面受压强P3=
G
S

由于G>G;故P1<P3
故D正确;ABC错误;
故选D.