問題詳情:
已知ρ鐵=7.9×103kg/m3,ρ鋁=2.7×103kg/m3,如圖所示,A端掛的實心鐵塊,B端掛的實心鋁塊,兩金屬塊均浸沒在水中,等臂槓桿平衡,若將兩個盛水杯撤去,則( )
A.A端向下,B端向上 B.A端向上,B端向下
C. A端向下,B端向下 D. A端向上,B端向上
【回答】
B
【解析】兩個盛水杯不撤去,等臂槓桿平衡。
設A端受到向下的拉力為FA、B端受到向下的拉力為FB
根據槓桿平衡條件有FA OA=FB OB
由於OA=OB,所以FA =FB
根據浮力公式得到
FA =G鐵-ρ水gV鐵=ρ鐵gV鐵-ρ水gV鐵=(ρ鐵-ρ水)gV鐵
FB = G鋁-ρ水gV鋁=G鋁-ρ水gV鋁=(ρ鋁-ρ水)gV鋁
V鐵/V鋁=(ρ鋁-ρ水)/(ρ鐵-ρ水)=(2.7×103-ρ水)/(7.9×103-ρ水)
所以V鐵<V鋁
若將兩個盛水杯撤去,
設A端受到向下的拉力為FAA、B端受到向下的拉力為FBB
FAA=ρ鐵V鐵g=7.9×103V鐵g
FBB=ρ鋁V鋁g=2.7×103V鋁g
FAA/ FBB=7.9×103V鐵g/2.7×103V鋁g
=(7.9×103/2.7×103) ×[(2.7×103-ρ水)/(7.9×103-ρ水)]
=(7.9/2.7) ×(1.7/6.9)
=1343/1863<1
所以FAA<FBB
所以A端向上,B端向下。
知識點:槓桿
題型:選擇題