Question

8．在一轻质杠杆的两端分别挂上质量不等的两个铁块M₁、M₂（M₁＞M₂），调节两物体到支点的距离，使杠杆平衡，则M₂（选填“M₁”或“M₂”）离支点较远些．然后将物体同时浸没在水中，杠杆能（选填“能”或“不能”）保持平衡．

Answer 1

分析 一个铁块和一个体积较小的铁块挂在杠杆的两端，杠杆处于平衡状态，则F₁L₁=F₂L₂，两个铁块同时浸没到水中，杠杆受到的动力和阻力都发生改变，杠杆是否还平衡，取决于F′₁L₁与F′₂L₂的乘积，若F′₁L₁=F′₂L₂，杠杆平衡；若F′₁L₁≠F′₂L₂，杠杆就不平衡，将会向较大的方向转动．

解答 解：两个铁块的质量不相等，杠杆平衡时，根据杠杆的平衡条件：
M₁gL₁=M₂gL₂，
又M₁＞M₂，所以L₁＜L₂，即M₂离支点较远些；
M₁＞M₂，密度相同，所以V₁＞V₂，设杠杆处于平衡状态；
则F₁=G₁=ρ_铁V₁g，F₂=G₂=ρ_铁V₂g，
根据杠杆的平衡条件可得：
F₁L₁=F₂L₂，即：ρ_铁V₁gL₁=ρ_铁V₂gL₂；
V₁L₁=V₂L₂．
将两个同时浸没到水中，两个铁块受到浮力作用，对杠杆的拉力分别为：
F′₁=G₁-F_浮1=ρ_铁V₁g-ρ_水V₁g=（ρ_铁-ρ_水）V₁g；
F′₂=G₂-F_浮2=ρ_铁V₂g-ρ_水V₂g=（ρ_铁-ρ_水）V₂g；
F′₁L₁=（ρ_铁-ρ_水）V₁gL₁；
  F′₂L₂=（ρ_铁-ρ_水）V₂gL₂；
又V₁L₁=V₂L₂；
所以F′₁L₁=F′₂L₂，表明杠杆处于平衡状态．
故答案为：M₂；能．

点评 本题考查判断杠杆是否平衡，就是比较F₁L₁与F₂L₂的值的大小，若F₁L₁=F₂L₂，杠杆平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠杆就不平衡．