Question

如圖所示，粗細均勻的蠟燭長l₀，它底部粘有一質量為m的小鐵塊．現將它直立于水中，它的上端距水面h．如果將蠟燭點燃，且每分鐘燒去蠟燭的長為Δl，則從點燃蠟燭時開始計時，經多少時間蠟燭熄滅．(設蠟燭的密度為ρ₁，水的密度為ρ₂)

Answer 1

答案：
解析：

解：開始燃燒時為零時間，此時滿足平衡關系 　　G鐵＋G蠟＝F浮鐵＋F浮蠟 　　C鐵＋ρ1l0Sg＝ρ2g(l0－h)S＋F鐵浮(注意這兩個平衡關系的表達) 　　熄滅時，蠟燭處于平衡狀態，所用時間為t 　　G鐵＋＝F浮鐵＋ 　　(注意這兩個平衡關系的表達) 　　G鐵＋ρ1(l0－x)Sg＝ρ2g(l0－x)S＋F鐵浮(其中x為燒去的長度) 　　得x＝ 　　一分鐘燒去Δl，t時間繞去x，則t＝＝(此式t的單位為分鐘) 　　答案：經分鐘的時間蠟燭熄滅． 　　思路分析：蠟燭在燒去的時候，根據平衡關系，重力減少，浮力不變，則有F浮＞G，所以平衡將被破壞．從燒到熄滅的過程，蠟燭要一邊燒一邊上浮，直到浮力和重力相等，此時蠟燭應為懸浮狀態，滿足二力平衡條件．