在图甲中,是一个木船（有点难看）里面放着一块石头.在图乙中,是一个同样的木船,只不过石头不在船的内部.修正：在两图中,除了石头的位置以外剩下的所有条件（例如水的密度）均相同.（

Question

在图甲中,是一个木船（有点难看）里面放着一块石头.在图乙中,是一个同样的木船,只不过石头不在船的内部.
修正：在两图中,除了石头的位置以外剩下的所有条件（例如水的密度）均相同.（不会出现一个在地球上一个在其他星球上的局面）.
在甲、乙两图中,哪艘船更高?（船的高度指船的顶端到水底的高度而不是船顶到水面的高度）

Answer 1

没看到图,不过理解你的题意
首先因为没看到图,所以我假设
船体和石头总重量不变
石头的位置除了一个在内,一个在外可能直接如水,以外,其和船体的相对位置是一样的高度,这样比较好对比,当然实际上不在乎高度,毕竟遇到这个问题都是要乙图入水和甲图没如水才能对比
没入水就没有对比的意义了,所以总是认定乙图中石头已经入水
另外我注意到你对船体高度的定义,那么就是说在乎水面的起降,这个影响实际的绝对高度,对吧
这样我先以水面是大海无起降为考量,在考虑起降状态吧
由于平衡下重力等于浮力,浮力即也恒定,也即排开水的量V恒定
那么由于甲图都是船底S作为底面积,因此h=V/S
而因为乙图石头入水,已经排开了部分水,因此船体排开的水是V1=V-V石
不需要严格计算,显然h'=V'/S 小于h
即乙图船体吃水浅,所以稍微高
但如果不是在大海上,而是一定面积的河 总水量为V水
当河底面积为S河时需要严格计算吃水
甲图有V水+V排=S河*(h吃水+h船底) 注意水涨船高,船吃水排开水,不等于涨水量
而乙图有V水+V排=S河*(h吃水+h船底) 式子不受石头是否入水影响
上式V水,V排 S河都是恒定的,故 (h吃水+h船底)即反应了上涨后的水面也恒定
h船底反应了船体的高度,由于甲的h吃水值大,所以h船底更低 甲低
反之乙图船高
因此无论是多大的河面,只要水面面积大于船底面(这也是现实必要条件)
那么船体和水底高度总是恒定的
理论可以推导到看似乎无尽的海面,可以忽略原乙图稍微高的一定要是大海上的条件了
就是说,看起来甲高,实际上不可能,反而是乙船高,无论什么情形,无论指相对高度还是绝对高度!
做个简单直观的例子吧
抗洪救灾时,人民子弟兵为了保护他人的生命财产,用船载人和财物时,可能会有一个或部分人自己亲身入水,而仅仅用手扶着船(可能不游动,无上浮力),那么这个时候船自然比人在船上时候变高位了,能保证救援的实效.
记住人还是和船一体的