如图所示,将重力为G的实心物体A挂在杠杆C端,在杠杆D端施加一个竖直向下的力F1时,杠杆水平平衡;将物体A浸没到水中,为了使杠杆仍然保持水平平衡,施加在D端的拉力大小变为F2,方向保持竖直向下.由以上条件可知物体A的密度是
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网友回答
解析分析:①此时C端受物体的重力,D端受拉力F1,由于是在水平方向平衡,力臂的大小等于杠杆的长度,可以根据杠杆的平衡方程得到对应的关系式;
②此时C端受力为物体的重力和水中的浮力共同作用,并且注意力的方向,根据阿基米德原理可以表示浮力,而在D端的力只有F2,根据此可以列出此时的平衡方程式;
③结合重力以及密度的关系式:G=ρgV,正确的分析数据间的关系可以得出.
解答:设物体的体积为V,密度为ρ,则物体的重力可以表示为:G=mg=ρVg---------①,
①根据杠杆平衡的条件可以得:F1?OD=G?OC,变形得:OD:OC=G:F1,即:OD:OC=ρgV:F1--------②,
②由于浮力的方向是竖直向上的,而重力的方向是竖直向下的,所以C端所受的合力的大小为:G-F浮,
根据阿基米德原理:F浮=ρ液gV排=ρ水gV-----------③,
根据杠杆平衡条件可得:F2?OD=(G-F浮)?OC,即:OD:OC=(G-F浮):F2-------④;
由②④得:=------------⑤;
把①③代入⑤,化简后可得:ρ=.
故