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物理必考有一根粗细均匀.重力不能忽略的不等臂杠杆.如果在杠杆两端分别

2024-01-16 13:11:37信息公告157

有一根粗细均匀,重力不能忽略的不等臂杠杆,如果在杠杆两端分别悬挂铁块,空气中杠杆恰能保持平衡,如图所示.现在把杠杆两端所悬铁块同时浸没于水中,则杠杆将iRb物理好资源网(原物理ok网)

A.仍处于平衡iRb物理好资源网(原物理ok网)

B.失去平衡,左端上翘iRb物理好资源网(原物理ok网)

C.失去平衡,右端上翘iRb物理好资源网(原物理ok网)

D.以上情况都有可能iRb物理好资源网(原物理ok网)

试题答案

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试题解析

要解决此题,需要掌握杠杆的平衡条件:F1L1=F2L2,若乘积不相等,则杠杆向乘积大的一侧倾斜.因为不能忽略杠杆的重,所以可先计算将铁块浸入水中是否对杠杆的平衡造成影响,计算出铁块放入水中后对杠杆的拉力,F=G-ρgV,然后根据杠杆的平衡条件进行分析.最后再分析杠杆重力对其平衡的影响.iRb物理好资源网(原物理ok网)

解答:在不考虑杠杆重力时:iRb物理好资源网(原物理ok网)

原来杠杆平衡,所以ρgVA?OA=ρgVB?OBiRb物理好资源网(原物理ok网)

则VA?OA=VB?OBiRb物理好资源网(原物理ok网)

当两铁块均浸没于水中时,则左端=(ρgVAgVA)?OA=ρgVA?OA-ρgVA?OAiRb物理好资源网(原物理ok网)

右端=(ρgVBgVB)?OB=ρgVB?OB-ρgVB?OBiRb物理好资源网(原物理ok网)

因为:ρgVA?OA=ρgVB?OBiRb物理好资源网(原物理ok网)

VA?OA=VB?OBiRb物理好资源网(原物理ok网)

所以ρgVA?OA-ρgVA?OA=ρgVB?OB-ρgVB?OBiRb物理好资源网(原物理ok网)

所以在仅考虑铁块时,对杠杆平衡未造成影响,因此,影响杠杆平衡的是杠杆自身的重力.iRb物理好资源网(原物理ok网)

读图可知,因为杠杆为均匀材料制成,所以OA<OB,iRb物理好资源网(原物理ok网)

则,两侧的重力关系为:GOA<GOB,根据杠杆的平衡条件,iRb物理好资源网(原物理ok网)

GOA?OA<GOB?OB,iRb物理好资源网(原物理ok网)

所以右侧的力矩大,杠杆会失去平衡,左端上翘,右端下沉.iRb物理好资源网(原物理ok网)

故选B.iRb物理好资源网(原物理ok网)

点评:此题考查了杠杆平衡条件的应用,首先要掌握杠杆的平衡条件,此题同时考查了阿基米德原理的应用,知道FgV排,分别计算出两端铁块对杠杆的拉力,从而计算出力和力臂的乘积,从而判断杠杆是否平衡.iRb物理好资源网(原物理ok网)