Question

4．某兴趣小组的同学用如图所示的装置进行试验探究，已知点O时杠杆AB的支点，完全浸没在水中的物体P用绳子悬挂在杠杆的A端，物体P的质量是2kg，AO=40cm，OB=60cm，力F₁的方向始终与AB垂直，g=10N/kg．
（1）当拉力F₁=5N时，物体P恰好在如图所在的位置静止，此时物体P受到的浮力为12.5N；
（2）该兴趣小组的同学经过试验发现，当物体P没有露出水面前，随着物体P的位置的上升，拉力F₁逐渐减小，因此，他们得出了浮力与物体在液体中深度有关的结论．根据你所学的知识可知，该结论是错误（选填“正确”或“错误”）的，原因是拉力F₁的变化是由于物体P对杠杆拉力的力臂变化引起的，浮力并没有改变．

Answer 1

分析 （1）知道F₁，根据杠杆平衡条件可以计算出F₂；对物体P做受力分析，物体P对杠杆的F₂=G-F_浮；知道物体的质量，可以计算出物体的重力，再计算出浮力的大小；
（2）浸没液体中物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关，与浸没液体中的深度无关．

解答 解：（1）杠杆平衡，由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂得，
F₁×OB=F₂×OA，
5N×60cm=F₂×40cm，
F₂=7.5N；
物体P的重力为：
G=mg=2kg×10N/kg=20N；
则物体受到的浮力大小为：
F_浮=G-F₂=20N-7.5N=12.5N；
（2）当物体P没有露出水面前，排开的水的体积不变，物体受到的浮力大小不变；由的F₂=G-F_浮可知，物体P对杠杆的拉力F₂不变，若随着物体P的位置的上升，拉力F₁逐渐减小，由杠杆平衡条件F₁L₁=F₂L₂可知，拉力F₁的变化是由于物体P对杠杆拉力的力臂变化引起的，浮力并没有改变，此结论是错误的．
故答案为：（1）12.5；（2）错误；拉力F₁的变化是由于物体P对杠杆拉力的力臂变化引起的，浮力并没有改变．

点评 本题考查了杠杆平衡条件、视重法测浮力、阿基米德原理原理等知识的综合运用，难度不是很大，平时多培养综合处理物理问题的能力是关键．