Question

13．如图是小强利用杠杆提升浸没在水中的物体B的示意图，杠杆CD可绕支点O在竖直平面内转动，已知OC=0.4m，OD=0.8m，物体A的重力为2N，物体B的重力为3.2N，体积为50cm³时．小强用竖直向下的力F拉A，当B露出水面的体积为30cm³时，杠杆恰好在水平位置平衡，则此时拉力F是4N．

Answer 1

分析 根据物体B的总体积和露出水面的体积，可求出物体B没入水中的体积，根据浮力公式可求出其受到的浮力；用B的重力减去所受浮力，就是B对杠杆的拉力．
再根据物体A的重力与力臂的大小，利用杠杆的平衡条件求拉力F的大小．

解答 解：当B露出水面的体积为30cm³时，物体B排开水的体积为V=50cm³-30cm³=20cm³=2×10^-5m³，
物体B所受的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-5m³=0.2N，
物体B对杠杆D端的拉力：F′=3.2N-0.2N=3N，
由杠杆平衡条件得，
（F+G_A）×OC=-F′×OD，
即：（F+2N）×0.4m=3N×0.8m
解得，F=4N．
故答案为：4．

点评 本题考查了学生对杠杆的平衡条件、浮力公式的掌握和运用，根据受力关系，判断出两侧所施加的力有哪些，再利用杠杆平衡条件进行计算是本题的关键．