题目内容

14.如图所示甲乙两杠杆处于水平位置平衡,甲图上有两个体积不同的铁球,乙图上有两个体积相同的铝球和铁球,如果把他们都浸没在水中,则杠杆将发生的变化是(  )
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 分析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,
故杠杆失去平衡、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.

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