试题
题目:
如图所示,轻质等臂杠杆的A端挂实心铁块,B端挂实心铜块.两金属块都浸没在水中时,杠杆平衡.若将两个水杯撤去,则(已知ρ
铁
<ρ
铜
)( )
A.杠杆不平衡
B.杠杆仍平衡
C.A端上翘,B端下沉
D.A端下沉,B端上翘
答案
A,D
解:
(1)铁块和铜块浸没在水中时,杠杆平衡,则:
(G
铁
-F
浮铁
)L=(G
铜
-F
浮铜
)L,
∴ρ
铁
gV
铁
-ρ
水
gV
铁
=ρ
铜
gV
铜
-ρ
水
gV
铜
,
(ρ
铁
-ρ
水
)gV
铁
=(ρ
铜
-ρ
水
)gV
铜
,
∵ρ
铁
<ρ
铜
,
∴V
铁
>V
铜
,
∵F
浮
=ρ
水
V
排
g=ρ
水
Vg,
∴铁块和铜块受到的浮力:
F
浮铁
>F
浮铜
,
∴F
浮铁
L>F
浮铜
L,
(2)当将两个水杯去掉,
杠杆左端力和力臂的乘积为G
铁
L,
杠杆右端力和力臂的乘积为G
铜
L,
∵杠杆原来平衡,(G
铁
-F
浮铁
)L=(G
铜
-F
浮铜
)L,
∴G
铁
L-F
浮铁
L=G
铜
L-F
浮铜
L,
∴G
铁
L>G
铜
L,
挂铁块的A端下沉,挂铜块的B端上翘.
故选AD.
考点梳理
考点
分析
点评
专题
杠杆的平衡分析法及其应用;阿基米德原理.
(1)铁块和铜块浸没在水中时,杠杆处于平衡状态,根据杠杆平衡条件,列出等式,求出铁块和铜块的体积关系;再利用阿基米德原理得出受到的浮力关系.
(2)当将两个水杯去掉,判断左右两端力和力臂的乘积是否相等,如果相等,杠杆平衡;如果不相等,力和力臂乘积大的一端下沉.
本题考查了学生对阿基米德原理和杠杆平衡条件的掌握和运用,先根据杠杆平衡条件求出铁块和铜块体积大小关系,当水杯去掉,比较杠杆两端的力和力臂乘积的关系.
推理法.
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