杠杆两端悬挂A、B两个物体,已知:OD=2OC. 物体A的高hA是物体B的高hB的两倍,物体A底面积SA是物体B底面积SB的两倍.杠杆在水平位置平衡时,如图所示,物体A对水平地面的压强为p1,两个物体的密度分别为ρA、ρB.下列说法错误的是
A.两个物体的密度关系:2ρA>ρB
B.两个物体所受的重力之比是GA:GB=2p1:ρBghB
C.物体B单独放置,对水平地面的压强pB=2ρAghB-p1
D.物体A如图放置与将它浸没水中未触底时,A所受杠杆的拉力之比是TA:TA?=ρB:2(ρA-ρ水)
B
根据杠杆平衡的条件,用题中已知物理量列出关系式,然后根据选项要求对其化简,分别得出与选项相关的式子,并进行比较.
解答:杠杆C端受到的作用力为物体A所受重力和支持力的合力,即G-p1SA;杠杆D端所受的作用力为物体B的重力,由杠杆平衡的条件可得
(GA-p1SA)×OC=GB×OD
即(ρAVAg-p1SA)×OC=ρBVBg×OD
A、根据杠杆平衡条件所得的式子进行变形,尽可能用A、B的密度表示,然后确定A、B密度的关系
(ρAVAg-p1SA)×OC=ρBVBg×OD
ρB=2ρA-,则ρB<2ρA;
因此A选项正确;
B、对杠杆平衡的条件进行变形,表示出AB的重力之比,其它物理量尽可能转化为B的密度、告诉以及A对地面压强的关系:(ρAVAg-p1SA)×OC=ρBVBg×OD,ρAVAg=2ρBVBg+p1SA,GA:GB=2(ρBhBg+p1):ρBhBg;
故B错误;
C、根据杠杆平衡的条件,并结合压强公式对其进行变形
(ρAVAg-p1SA)×OC=ρBVBg×OD
pB===ρAhAg-p1=2ρAhBg-p1;
故C正确.
D、对A进行受力分析,分别表示出两次拉力的大小
TA=ρAVAg-p1SA,TA?=ρAVAg-ρ水VAg
TA:TA?=(ρAVAg-p1SA):(ρAVAg-ρ水VAg)
=(ρAhAg-ρAhAg+ρBhBg):(ρAhAg-ρ水hAg)
=ρB:2(ρA-ρ水).
故D正确.
故选 B.
点评:本题考查了学生对杠杆平衡条件、压强公式的掌握和运用,能根据压强关系得出关于物体A受力平衡的方关系本题的关键.