题目内容

2.如图所示两杠杆处于平衡状态,甲中的是两个同种密度但体积不同的物体,乙上的是两个体积相同但密度不同的物体,如果把他们都浸没在水中,则杠杆如何变化(  )
A.仍保持平衡B.都失去平衡
C.甲仍保持平衡,乙失去平衡D.甲失去平衡,乙仍保持平衡

分析 解答这两种情况的共同思路是:
(1)根据杠杆两端密度和体积情况,可比较出重力的大小情况;
(2)甲、乙两个物体,都浸没水中后,根据FgV比较出受到的浮力大小情况,力与力臂的乘积都减小,减小值小的那端杠杆将下降.

解答 解:(1)甲杠杆:
浸入水中之前,ρgV1×L1gV2×L2
所以V1×L1=V2×L2
浸入水中后左端力和力臂的乘积为:(ρgV1gV1)×L1=(ρ)gV1×L1
浸入水中后右端力和力臂的乘积为:(ρgV2gV2)×L2=(ρ)gV2×L2
所以浸入水中后,左右两端力和力臂的乘积相等,
故杠杆仍然平衡.
(2)乙杠杆:
浸入水中之前,ρgV×L1gV×L2
浸入水中后左端力和力臂的乘积为:(ρgV-ρgV)×L1gV×L1gV×L1
浸入水中后右端力和力臂的乘积为:(ρgV-ρgV)×L2gV×L2gV×L2
由于L1>L2 ,结合①可知,左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积,
故杠杆右端下沉,综上所述,选项C符合题意.
故选:C.

点评 本题考查了学生对阿基米德原理、杠杠平衡条件的掌握和运用,利用好力臂大小关系和受到的浮力大小关系是本题的关键.

练习册系列答案
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17.(1)甲、乙两组同学在学习了密度知识后,对营养餐中牛奶的密度进行了研究.

①先把天平放在水平桌面上,并将游码移到标尺左端的零刻度线处,法线指针如图1所示,则此时应将平衡螺母向右(填:“左”或“右”)边调节.两组同学实验步骤如下表:
甲组乙组
1用天平称出烧杯和牛奶的总质量m1用天平称出空烧杯质量m1
2将一部分牛奶倒入量筒中,读出示数V用天平称出烧杯和牛奶的总质量m2
3再用天平称出烧杯和剩余牛奶的总质量m2将牛奶全部倒入量筒中,读出示数V
4牛奶密度的表达式是:牛奶的密度 ρ=$\frac{{m}_{2}-{m}_{1}}{V}$
②甲组测出的牛奶密度表达式是:ρ=$\frac{{m}_{1}-{m}_{2}}{V}$.(用实验中测出物理量的字母表示)
③你认为甲组(填:“甲”或“乙”)同学的实验方法更好.
(2)小强同学为了探究“放在斜面上的物体对斜面的压力跟斜面倾斜程度的关系”,进行实验,步骤如下:先用双面胶把一个100g的砝码固定在50cm长的一块弹性薄钢片上,将钢片的左端固定在桌子的一端;接着缓缓抬起钢片右端,与水平方向成一定夹角;继续抬高右端,增大钢片与水平方向的夹角.现象依次如图2甲、乙、丙所示.
①该实验中,是通过观察钢片的弯曲程度判断物体对斜面压力的大小.
②斜面上的物体对斜面的压力随斜面倾斜程度的增大而减小.(填:“增大”、“减小”或“不变”)
③若继续增大斜面倾斜程度,直到与水平方向垂直,则物体对斜面压力为零.
④斜面上的物体对斜面的压力还与什么因素有关?请你再提一个猜想接触面积大小.

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