分析 (1)根据原来杠杆处于平衡状态,利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以得到该杠杆是一个等臂杠杆.
(2)然后求出铜块和铁块浸没在水中时,受到的浮力,比得出其浮力的大小关系;分别表示出铁块和铜块浸没在水中后杠杆两端力和力臂的乘积,根据乘积的大小,判断杠杆的状态.
解答 解:由于两者质量相等,所以设铁块和铜块的质量为m,
杠杆又处于平衡状态,根据杠杆的平衡条件可得:GL1=GL2,
即:mgL1=mgL2,
所以该杠杆是一个等臂杠杆,即L1=L2=L.
铁块和铜块浸没在水中时,铁块受到的浮力:F铁=ρ水gV铁=ρg$\frac{m}{{ρ}_{铁}}$,
同理铜块受到的浮力:F铜=ρ水g$\frac{m}{{ρ}_{铜}}$,
由于ρ铁<ρ铜,所以ρg$\frac{m}{{ρ}_{铁}}$>ρ水g$\frac{m}{{ρ}_{铜}}$,
即铁块受到的浮力大于铜块受到的浮力;
此时作用在杠杆上的力是重力减去它们受到的浮力即:G-F浮.
由此可知铁块产生的力臂和力的乘积:(mg-ρg$\frac{m}{{ρ}_{铁}}$)L,
同理铜块产生的力臂和力的乘积:(mg-ρ水g$\frac{m}{{ρ}_{铜}}$),
由于铜块受到的浮力小于铁块受到的浮力,所以:(mg-ρg$\frac{m}{{ρ}_{铁}}$)L<(mg-ρ水g$\frac{m}{{ρ}_{铜}}$)L,
故杠杆不能平衡,铜块一端下沉.
答:杠杆不能平衡,铜块一端下沉.
点评 本题主要通过判断杠杆的平衡情况,考查了对杠杆平衡条件的应用和阿基米德原理的应用.首先要掌握杠杆的平衡条件和浮力的计算公式,分别计算出杠杆两端力和力臂的乘积,根据乘积的大小关系判断杠杆的平衡情况.
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A. | 冰晶液化成为雨滴 | |
B. | 雨滴内分子间不存在分子斥力 | |
C. | 雨滴的内能大于同质量冰晶的内能 | |
D. | 雨滴的内能转化为动能,所以下落越来越快 |
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A. | 奶奶背着孙子在水平路上行走 | B. | 妈妈扛着孩子站在原地看风景 | ||
C. | 妈妈举着孩子在客厅不动 | D. | 奶奶正在背着孙子爬山 |
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