如图所示,利用此杠杆装置可将浸没在水中的物体B提出水面.已知OC:OD=1:2,物体A的质量为200g,烧杯的底面积为75cm3,物体B的质量为320g,体积是40c

发布时间:2020-08-07 20:48:57

如图所示,利用此杠杆装置可将浸没在水中的物体B提出水面.已知OC:OD=1:2,物体A的质量为200g,烧杯的底面积为75cm3,物体B的质量为320g,体积是40cm3.当物体B浸没在水中时,水对杯底的压强为P1.当用力拉A,将物体B从容器底提出水面一部分后,杠杆恰好在水平位置平衡,此时,竖直向下拉A的力为F,杯中水对容器底的压强为P2.若P1与P2之差为40Pa.则拉力F是________N(g取10N/kg,杠杆的质量、悬挂物体A和物体B的细绳的质量均忽略不计).

网友回答

4.2
解析分析:①已知A、B的质量,利用G=mg可以得到它们的重力;
②已知B的体积,利用阿基米德原理可以得到B浸没在水中受到的浮力;
③已知前后两种情况水对容器底的压强差和容器的底面积,可以得到前后两次容器底部受到的压力差;由于力的作用是相互的,可以得到前后两次杠杆右端受到的拉力差;
④已知物重、浮力和减小的拉力,利用杠杆平衡条件可以得到施加的拉力.

解答:
①物体A受到的重力为GA=mAg=0.2kg×10N/kg=2N,
物体B受到的重力为GB=mBg=0.32kg×10N/kg=3.2N,
②物体B全浸入水中受到的浮力为F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×4×10-5m3×10N/kg=0.4N;
③∵p=,水对烧杯底的压强差为△p=40Pa,
∴水对烧杯底的压力差为△F=△p×S=40Pa×7.5×10-3m2=0.3N,
杠杆右端受到的拉力差△F′=△F=0.3N,
④∵杠杆平衡,
∴(GA+F)×OC=(GB-F浮+△F′)×OD,
即:(2N+F)×OC=(3.2N-0.4N+0.3N)×OD,
∵OC:OD=1:2,
∴F=4.2N.
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