首页 > 留学知识库

问题: 咪咪猪发问:初中物理一则

有一个质量不记的不等臂的杠杆,两端分别挂一只实心铁球和铜球,在空中处于平衡状态,如果将两球浸没在煤油中,则下列说法中正确的是
杠杆仍保持平衡
杠杆做顺时针转动
杠杆做逆时针转动
无法确定
注:答案是第三个为什么?

解答:

上面说的不对,是不等臂杠杆,所以两球的质量是不等的。
设铁球和铜球的体积分别是V1和V2,密度分别是ρ1和ρ2,天平的两臂的长分别是L1和L2,由杠杆的平衡条件可得:
ρ1gV1*L1=ρ2gV2*L2
当两球分别浸没在煤油中时,受到浮力作用,杠杆两端受到的力是:
(ρ1gV1-ρ煤油gV1)和(ρ2gV2-ρ煤油gV2),这时杠杆两端的力和力臂的乘积分别是:
(ρ1gV1-ρ煤油gV1)L1=ρ1gV1*L1-ρ煤油gV1*L1
(ρ2gV2-ρ煤油gV2)L2=ρ2gV2*L2-ρ煤油gV2*L2
因ρ1<ρ2,所以,V1*L1>V2*L2
则:ρ煤油gV1*L1>ρ煤油gV2*L2
可得:ρ1gV1*L1-ρ煤油gV1*L1<ρ2gV2*L2-ρ煤油gV2*L2
所以左端向上,右端向下,杠杆做逆时针转动 。