Question

一根杠杆两端挂有等重的实心铜块和铁块,当它们都浸没在水中时,杠杆恰好平衡,现将铜块和铁块同时从水中取出,则杠杆将(    )

A．铜块端向下运动                                   B．铁块端向下运动

C．杠杆仍然平衡                                       D．条件不足,无法判断

Answer

B

【解析】铜块和铁块浸没在水中时,竖直方向上受到竖直向下的重力G、竖直向上的浮力

和杠杆向上的拉力F.由力的平衡关系可分别求出铜块和铁块所受的拉力．

解  F铜＝G铜－F浮铜＝G铜－r水gV铜 …… ①

F铁＝G铁－F浮铁＝G铁－r水gV铁 …… ②

根据密度关系可得：

V铜＝＝，V铁＝＝

代入①、②两式可得：

F铜＝G铜－＝G铜(1－)…… ③

F铁＝G铁－＝G铁(1－)…… ④

铜块与铁块浸没在水中时杠杆平衡，则由杠杆平衡条件可得: F铜·l1＝F铁·l2.

由③式与④式可知,∵ G铜＝G铁,r铜＞r铁.

∴ F铜＞F铁.因此l1＜l2  即铜块的力臂小于铁块的力臂.

则由水中取出铜块和铁块,在不受浮力作用时:G铜·l1＜G铁·l2.

说明铁块这端应向下转动.

故选B

思路分析：本题考查的是杆杠平衡以及浮力的知识，是一道综合题。

试题