Question

如圖所示，等臂杠桿兩端各掛一個質(zhì)量相等的實心鐵塊和鋁塊（已知ρ_鐵＞ρ_鋁），杠桿平衡，若將它們同時浸沒在水中，杠桿將

1. A.
   仍平衡
2. B.
   左端下沉
3. C.
   右端下沉
4. D.
   無法判定

Answer 1

B
球未浸沒水中之前，杠桿平衡，由杠桿平衡條件得：G_鐵l₁=G_鋁l₂，當兩球同時浸沒水中時，都要受到浮力。因為兩物體質(zhì)量相同，且ρ_鐵＞ρ_鋁，所以V_鐵＜V_鋁，即鐵塊的體積小于鋁塊。浸沒水中后，鐵塊排開水的體積小于鋁塊，根據(jù)阿基米德原理：F_浮=ρ_液gV_排，可得F_鐵＜F_鋁，即鐵塊所受浮力小于鋁塊所受浮力。由此可得F_鐵l₁＜F_鋁l₂（力和力臂乘積的改變量不等），即杠桿右端上升，左端下沉。
思路分析：球未浸沒水中之前，杠桿平衡，由杠桿平衡條件得：G_鐵l₁=G_鋁l₂，當兩球同時浸沒水中時，都要受到浮力。因為兩物體質(zhì)量相同，且ρ_鐵＞ρ_鋁，所以V_鐵＜V_鋁，即鐵塊的體積小于鋁塊。浸沒水中后，鐵塊排開水的體積小于鋁塊，根據(jù)阿基米德原理：F_浮=ρ_液gV_排，可得F_鐵＜F_鋁，即鐵塊所受浮力小于鋁塊所受浮力。由此可得F_鐵l₁＜F_鋁l₂（力和力臂乘積的改變量不等），即杠桿右端上升，左端下沉。
試題點評：本試題考查的是學生運用杠桿平衡條件和浮力的知識解決較難問題的能力。