一个高为 10 厘米,底面半径为 5 厘米的圆锥体塑料零件置于水中,底面朝上且与…
一个高为 10 厘米,底面半径为 5 厘米的圆锥体塑料零件置于水中,底面朝上且与水面平行,其浮出水面部分的高为 2 厘米。那么当该零件底面朝下且与水面平行置于水中时,浮出水面部分的高在以下哪个范围内?(零件始终不接触水底)
A. 不到 6 厘米
B. 6—7 厘米之间
C. 7—8 厘米之间
D. 超过 8 厘米
答案与解析
正确答案:C
花生十三讲解
几何问题公式:底面朝上浮出2厘米时,水下部分是高8的相似小圆锥,排水体积=(8/10)³V=0.512V。底面朝下时设入水深d:入水体积=V-上部相似锥=(1-(1-d/10)³)V=0.512V,得(1-d/10)³=0.488,1-d/10≈0.787,d≈2.13厘米,浮出高≈7.87厘米,在7—8厘米之间。确认答案为C。
原解析
圆锥漂浮时排开水的体积不变。底面朝上(尖朝下)时,浸没部分是高8厘米的小圆锥,体积占整体(8/10)³=0.512,即需排开51.2%的体积。底面朝下时浸没部分为下部圆台,设露出高h,则露出小圆锥占(h/10)³,浸没部分1-(h/10)³=0.512,解得(h/10)³=0.488,h≈7.88厘米,在7—8厘米之间,选C。