如图所示,将一根长为L的均匀细棒搭在容器边沿.细棒一端伸出容器边沿的长为a,另一端浸入密为ρ0的液体中,浸入液体中的长为2a,此时细棒静止.则细棒的密度ρ=_____

发布时间:2020-08-05 15:36:49

如图所示,将一根长为L的均匀细棒搭在容器边沿.细棒一端伸出容器边沿的长为a,另一端浸入密为ρ0的液体中,浸入液体中的长为2a,此时细棒静止.则细棒的密度ρ=________.

网友回答


解析分析:对细棒进行受力分析:细棒除受器壁对它的支持力外,还受重力和浮力.若把细棒看作能绕器壁搁置点O处转动的杠杆,那么就必须确定重力和浮力的大小、方向和作用点,然后,再根据杠杆的平衡条件列等式求解.

解答:因重力的作用点在物体的重心,由于棒是均匀的,所以重力的作用点在棒的中心;
又因细棒只有浸入液体中的部分2a才受浮力,所以浮力的作用点在浸入部分的中点,如图所示:

设均匀细棒的横截面积为S,则其重力为G=mg=ρVg=ρgLS,
根据阿基米德原理,浸入液体中部分受到的浮力F浮=ρ0gV排=ρ0g2aS,
由图可知,OA=-a,OB=L-a-a=L-2a,
又设重力和浮力的力臂分别为L1、L2,则根据相似三角形的性质得:OA:OB=L1:L2,
由杠杆的平衡条件得:GL1=F浮L2,
即ρgLS×(-a)=ρ0g2aS×(L-2a)
整理后得:ρ=.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!