(2012•延庆县二模)如图所示,杠杆AB的A点挂边长为10cm的正方体C,B点挂体积为2000cm3实心小球D,AO:

(2012•延庆县二模)如图所示,杠杆AB的A点挂边长为10cm的正方体C,B点挂体积为2000cm3实心小球D,AO:OB=1:2,杠杆在水平位置平衡时,D静止在空中,C对水平地面的压强为p1;若将小球D浸没在某种液体中(未接触到容器底),杠杆在水平位置平衡时,C对水平地面的压强p2比 p1增大了4000Pa,A点受到竖直向下的拉力为10N,则下列选项正确的是(g取10N/kg)(  )
A.小球D浸没在某种液体中受到的浮力为20N
B.小球D浸没在某种液体中受到的浮力为40N
C.该液体的密度是2.0×103kg/m3
D.小球D的密度是1.0×103kg/m3
lzhfggg 1年前 已收到1个回答 举报

韦邦仪 幼苗

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解题思路:由题知,当D球浸没液体前后,杠杆都在水平位置平衡,可知杠杆两端减小的拉力和力臂的乘积相等,即△FA×OA=△FB×OB=F×OB,而杠杆右端减小的拉力△FB=F,可得△FA×OA=F×OB,①
由题知,物体C对地面的压强增加值△p,求出受力面积,利用压强公式求出地面增加的压力,而地面增加的压力等于杠杆A端减小的拉力△FA代入上面①式可求D球受到液体的浮力;再根据阿基米德原理求出液体的密度;
知道D球浸没液体中后A端拉力,根据杠杆平衡条件求B端受到拉力,而D球浸没液体中受到的重力等于浮力加上拉力,
即:GDDVDg=F+FB′,据此求出D球的密度.

如图,杠杆原来平衡,当D球浸没液体中时,杠杆仍平衡,由此可知杠杆两端减小的拉力和力臂的乘积相等,
即:△FA×OA=△FB×OB=F×OB,
杠杆右端减小的拉力:
△FB=F
∴△FA×OA=F×OB,-------①
由题知,物体C对地面的压强增加值△p=4000Pa,
∵p=[F/s],s=0.1m×0.1m=0.01m2
∴地面增加的压力:
△F=△ps=4000Pa×0.01m2=40N,
杠杆A端减小的拉力:
△FA=△F=40N,代入①式得:
F=
△FA×OA
OB=[40N×1/2]=20N,故A正确、B错;
∵FVg=ρVDg,
∴ρ=
F浮
VDg=[20N
2000×10−6m3×10N/kg=1×103kg/m3,故C错;
D球浸没液体中后,A端拉力:
FA′=10N,
∵杠杆在水平位置平衡,
∴△FA′×OA=△FB′×OB,
∴FB′=
△F′A×OA/OB]=[10N×1/2]=5N,
∵D球浸没液体中受到的重力等于浮力加上拉力,
即:GD=F+FB′,
∵GDDVDg,
∴ρD=
F浮+F′B
VDg=
20N+5N
2000×10−6m3×10N/kg=1.25×103kg/m3,故D错.
故选A.

点评:
本题考点: 阿基米德原理;密度公式的应用;力的合成与应用;重力的计算;杠杆的平衡条件;压强的大小及其计算.

考点点评: 本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、重力公式、压强公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件、同一直线上力的合成的掌握和运用,要求灵活选用公式求解.

1年前

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