有一个密封的容器,它是由一个圆柱的一个圆锥组成的.圆柱和圆锥等底等高,高都是9厘米,圆柱在下,圆锥在上.容器内有一部分水,水的高度是4厘米,把容器倒过来,圆锥在下,圆柱在上,现在水面的高度是___厘米.

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完整解法

1. 表示容器中水的初始体积

由题意,圆柱在下时,水在圆柱部分,水高为 44 厘米。
设圆柱和圆锥的底面积为 SS。
则容器内水的体积为:
V水=S×4=4SV_{\text{水}} = S \times 4 = 4S

2. 计算圆锥部分的体积

圆锥的高为 99 厘米,与圆柱等底。则圆锥部分的体积为:
V圆锥=13S×9=3SV_{\text{圆锥}} = \frac{1}{3} S \times 9 = 3S

3. 分析倒置后水面的高度

把容器倒过来后,圆锥在下,圆柱在上。
因为水的总体积 4S4S 大于圆锥的容积 3S3S,所以水会装满整个圆锥,并溢流到上方的圆柱中。
圆锥部分的水高即为圆锥的高 99 厘米。
进入圆柱部分的水的体积为:
V上=4S−3S=SV_{\text{上}} = 4S - 3S = S
因为圆柱的底面积为 SS,所以圆柱部分水的高度为:
h上=SS=1(厘米)h_{\text{上}} = \frac{S}{S} = 1 \text{(厘米)}
因此,现在水面的总高度为:
9+1=10(厘米)9 + 1 = 10 \text{(厘米)}

答案

10

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