问题描述:
把三个体积、形状都相同的实心长方体甲、乙、丙放在同一种液体时,静止时如图所示,甲大部分露出,乙一半露出,丙小部分露出。若将它们露出液面部分切去,再把它们放入液体里,则露出液面的体积最大的是最佳答案:
【分析】本题涉及求最大值问题,所以必须借助数学来求解。设物体的体积为,密度为,液体的密度为。则物体漂浮时。即:
解得:
切去露出液面的部分后,物体的总体积即为。物体再次漂浮时:
即:
解得:
此时,物体露出液面的体积:
由于
故当,即时,取最大值。本题中,乙物体一半露出液面,易证得。故将三物体露出液面部分切去后,再把它们放入液体里,露出液面体积最大的是乙长方体。 本题答案为B。【点评】本题考查阿基米德原理的应用能力。解答本题的关键是建立力学方程,求解本题时需用到数学上的如下结论:两正数之和一定时,当两正数相等时,它们的乘积有最大值。求解本题时也可以不直接用上述结论,而利用数学上的配方法求极值。