如图,轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不同的金属球

如图,轻质杠杆两端悬挂同种材料制成的大小不同的金属球

杠杆平衡.把它们同时浸没在水中,杠杆仍然平衡,则( )
A.两球都是实心的
B.大球实心,小球空心
C.大球空心,小球实心
D.两球都空心,且空心部分体积相同
wqk2003 1年前 已收到3个回答 举报

马立当栋 幼苗

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判断两球是空心还是实心,其实就是判断两球的密度关系.那么要判断两球密度关系,我们需要根据题中条件,利用杠杆平衡条件和阿基米德原理列出两个等量关系式,然后再结合密度计算公式、重力计算公式进行推导.设大球的力臂为L大,小球的力臂为L小,大球的密度为ρ大,小球的密度为ρ小.
则两球在放入水中之前,根据杠杆的平衡条件可知:
G大L大=G小L小,
所以ρ大gV大L大=ρ小gV小L小,
则ρ大gV大ρ小gV小=L小L大;
当两球都浸没在水中时,根据杠杆的平衡条件可知:
(G大-F浮)L大=(G小-F浮)L小,
由阿基米德原理原理可得:
(ρ大gV大-ρ水gV大)L大=(ρ小gV小-ρ水gV小)L小,
则ρ大gV大-ρ水gV大ρ小gV小-ρ水gV小=L小L大;
综合前面两式得出:(ρ大-ρ水)gV大(ρ小-ρ水)gV小=ρ大gV大ρ小gV小
由此可得:ρ大-ρ水ρ小-ρ水=ρ大ρ小,
所以(ρ大-ρ水)ρ小=(ρ小-ρ水)ρ大,
则ρ大ρ小-ρ水ρ小=ρ小ρ大-ρ水ρ大,那么ρ水ρ小=ρ水ρ大,所以ρ小=ρ大
A、当两球都是实心时,两球的密度才是相等的.
B、若大球实心,小球空心,则ρ大>ρ小.
C、若大球空心,小球实心,则ρ大<ρ小.
D、若两球实心,则ρ大=ρ小,即m大v大=m小v小.现在两球都是空心,且空心部分体积相同,则两球减小的质量都相同,设减小的质量都是m0,而体积还是和原来相同,所以现在两个球的密度分别是ρ大′=m大-m0v大=m大v大-m0v大,ρ小′=m小-m0v小=m小v小-m0v小,由于m大v大=m小v小,所以m大v大-m0v大>m小v小-m0v小,即ρ大′>ρ小′.

1年前

1

magicwu001 幼苗

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  • 没教~~~~~~

1年前

2

rosechan20 幼苗

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B,小球受到的浮力大

1年前

2
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