两个质量相等的实心的铜球和铁球(ρ铜>ρ铁),分别挂在杠杆的两端,杠杆平衡。现将两球同时浸没在水中,杠杆 [ ]A.不平衡,挂铜球一端下降B.不平衡,挂铁球一端下降C.仍然平衡D.无法判断
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A解析试题分析:根据原来杠杆处于平衡状态,利用杠杆的平衡条件可以得到该杠杆是一个等臂杠杆.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此时的力矩.通过比较力矩的大小确定其倾斜的方向.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: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,同理铜块受到的浮力:F铜=ρ水g,由于ρ铁<ρ铜,所以ρg>ρ水g,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矩(力臂和力的乘积):(mg-ρg)L,同理铜块产生的力矩:(mg-ρ水g),由于铜块受到的浮力小于铁块受到的浮力,所以:(mg-ρg)L<(mg-ρ水g)L,杠杆将向力矩大的一方,即铜块一侧倾斜,故铜块一端下沉.故选A.考点:杠杆的平衡条件。
点评:本题是一道综合题,有一定的难度。