题目内容

11.如图质量不计的木棒OAB,BO=3AO,可绕O点自由转动,质量为3千克的铜块用细绳挂在A点,B点用弹簧测力计竖直向上拉木棒,使木棒水平静止.当铜块在空气中时,弹簧测力计示数F1为10牛,若将铜块浸没在稀硫酸中,此时弹簧测力计示数F2与<F1(选填“<”、“>”或“=”),若往稀硫酸中加入足量的铁粉(溶液体积变化不计),则弹簧测力计示数F3<F2(选填“<”、“>”或“=”).

分析 根据杠杆的平衡条件求出,当把铜块浸在硫酸中时,受到浮力,阻力减小,动力F增大,稀硫酸中加入足量的铁粉,稀硫酸溶液变成硫酸亚铁溶液,液体密度变大,浮力变大,再根据杠杆平衡条件求解.

解答 解:根据杠杆平衡条件,由题意得,因为F1L1=F2L2,
所以GA•OA=F1•OB,BO=3AO,mgOA=F1×3AO,F1=$\frac{1}{3}$mg=$\frac{1}{3}$×3kg×10N/kg=10N.
将铜块放入稀硫酸中,A受到稀硫酸溶液对它的浮力,阻力臂、动力臂不变,A对杠杆向下的拉力减小,所以弹簧测力计示数也减小,F2<F1,
往稀硫酸中加入足量的铁粉(溶液体积变化不计),铁粉与稀硫酸反应,变成硫酸亚铁溶液,液体密度变大,对A浮力也不大,A对杠杆向下的拉力变的更小,弹簧测力计的示数就变的更小,即F3<F2.
故答案为:10;<;<.

点评 本题考查杠杆的平衡条件以及物体受浮力后力的变化,有化学反应,是一道跨学科综合题.

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