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20.小华在做实验时提出了如图所示两个模型,两杠杆均处于平衡状态,甲杠杆上平衡的是两个同种密度但体积不同的实心物体,乙杠杆上平衡的是两个体积相同但密度不同的实心物体,如果将它们都浸没在水中,则两杠杆将(  )
A.仍保持平衡B.都失去平衡
C.甲仍保持平衡,乙失去平衡D.甲失去平衡,乙仍保持平衡

分析 解答这两种情况的共同思路是:
(1)根据杠杆两端密度和体积情况,可比较出重力的大小情况;
(2)甲、乙两个物体,都浸没水中后,根据FgV比较出受到的浮力大小情况,力与力臂的乘积都减小,减小值小的那端杠杆将下降.

解答 解:甲杠杆:
浸没水中之前:ρgV1×L1gV2×L2
所以V1×L1=V2×L2
浸没水中后左端力和力臂的乘积为:(ρgV1gV1)×L1=(ρ)gV1×L1
浸没水中后右端力和力臂的乘积为:(ρgV2gV2)×L2=(ρ)gV2×L2
所以浸没水中后,左右两端力和力臂的乘积相等,
故杠杆仍然平衡.
乙杠杆:
浸没水中之前:ρ1gV×L12gV×L2
浸没水中后左端力和力臂的乘积为:(ρ1gV-ρgV)×L11gV×L1gV×L1
浸没水中后右端力和力臂的乘积为:(ρ2gV-ρgV)×L22gV×L2gV×L2
因为L1<L2
所以,左端力和力臂的乘积大于右端力和力臂的乘积,
故杠杆左端下沉,综上所述,选项C符合题意.
故选:C.

点评 本题考查了学生对阿基米德原理、杠杠平衡条件的掌握和运用,利用好力臂大小关系和受到的浮力大小关系是本题的关键.

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