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如图所示 OA=1m OB=1.5m 物体C重30N 当金属块完全浸没水中 杠杆正好平衡 已知金

时间:2021-04-25 00:34:30

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如图所示 OA=1m OB=1.5m 物体C重30N 当金属块完全浸没水中 杠杆正好平衡 已知金

问题补充:

如图所示,OA=1m,OB=1.5m,物体C重30N,当金属块完全浸没水中,杠杆正好平衡,已知金属块的密度ρ物=3g/cm3.忽略滑轮和杠杆的自重.求:

(1)金属块所受的重力?

(2)若将金属块换成体积为1dm3,ρ铜=9g/cm3的铜块,需要在A端再施加多大的力才能让杠杆保持平衡?

答案:

解:(1)由杠杆平衡条件得:GC×OA=FB×OB,

FB===20N,

由图示可知,滑轮承重绳子的股数n=2,

绳子拉力F===10N,

设金属块的体积为V,∵ρ=,

∴金属块的质量m=ρV,重力G=mg=ρgV,

金属块受到的浮力F浮=ρ水gV,

对金属块,由平衡条件得:

F+F浮=G,即:F+ρ水gV=ρgV,

金属块体积V===5×10-4m3,

金属块的重力G=ρgV=3×103kg/m3×10N/kg×5×10-4m3=15N;

(2)将金属块换成体积为1dm3,ρ铜=9g/cm3的铜块,

铜块受到的重力G铜=ρ铜gV铜=9×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=90N,

铜块受到的浮力F浮铜=ρ水gV铜=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N,

由平衡条件得:F′+F浮铜=G铜,

绳子的拉力F′=G铜-F浮铜=90N-10N=80N,

FB′=nF′=2×80N=160N,

由杠杆平衡条件得:FA×OA=FB′×OB,

即FA×1m=80N×1.5m,FA=120N;

答:(1)金属块所受的重力为15N;

(2)需要在A端再施加120N的力才能让杠杆保持平衡.

解析分析:(1)由杠杆平衡条件求出B端受到的拉力,然后由滑轮组公式求出绳子的拉力,由平衡条件及浮力公式求出金属块受到的重力.

点评:本题考查了求物体重力、在A端施加的拉力等问题,难度较大,是一道难题,熟练应用杠杆平衡条件、密度公式的变形公式、浮力公式、平衡条件即可正确解题.

如图所示 OA=1m OB=1.5m 物体C重30N 当金属块完全浸没水中 杠杆正好平衡 已知金属块的密度ρ物=3g/cm3.忽略滑轮和杠杆的自重.求:(1)金属块所

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