Question

一個(gè)鐵塊和一個(gè)體積較小的鐵塊掛在杠桿的兩端，杠桿處于平衡狀態(tài)，現(xiàn)將兩個(gè)同時(shí)浸沒到水中，情況會(huì)如何？

Answer 1

解：設(shè)一個(gè)鐵塊體積為V₁和一個(gè)較小的鐵塊體積為V₂的掛在杠桿的兩端，杠桿處于平衡狀態(tài)；
則F₁=G₁=ρ_鐵V₁g，F(xiàn)₂=G₂=ρ_鐵V₂g，
根據(jù)杠桿的平衡條件可得：
F₁L₁=F₂L₂，即：ρ_鐵V₁gL₁=ρ_鐵V₂gL₂；
∴V₁L₁=V₂L₂．
將兩個(gè)同時(shí)浸沒到水中，兩個(gè)鐵塊受到浮力作用，對杠桿的拉力分別為：
F′₁=G₁-F_浮1=ρ_鐵V₁g-ρ_水V₁g=（ρ_鐵-ρ_水）V₁g；
F′₂=G₂-F_浮2=ρ_鐵V₂g-ρ_水V₂g=（ρ_鐵-ρ_水）V₂g；
∴F′₁L₁=（ρ_鐵-ρ_水）V₁gL₁；
F′₂L₂=（ρ_鐵-ρ_水）V₂gL₂；
又∵V₁L₁=V₂L₂；
∴F′₁L₁=F′₂L₂，表明杠桿處于平衡狀態(tài)．
答：將兩個(gè)鐵塊同時(shí)浸沒到水中，杠桿仍處于平衡狀態(tài)…
分析：一個(gè)鐵塊和一個(gè)體積較小的鐵塊掛在杠桿的兩端，杠桿處于平衡狀態(tài)，則F₁L₁=F₂L₂，兩個(gè)鐵塊同時(shí)浸沒到水中，杠桿受到的動(dòng)力和阻力都發(fā)生改變，杠桿是否還平衡，取決于F′₁L₁與F′₂L₂的乘積，若F′₁L₁=F′₂L₂，杠桿平衡；若F′₁L₁≠F′₂L₂，杠桿就不平衡，會(huì)沿F′L的值大的F′的方向轉(zhuǎn)動(dòng)．
點(diǎn)評：本題考查判斷杠桿是否平衡，就是比較F₁L₁與F₂L₂的值的大小，若F₁L₁=F₂L₂，杠桿平衡；若F₁L₁≠F₂L₂，杠桿就不平衡．