Question

4．如圖以O(shè)為支點(diǎn)質(zhì)量忽略不計(jì)的杠桿掛上10N重物A，體積為300cm³，并將重物A浸沒入裝滿水的杯子中，從杯中溢出300g的水；重物對(duì)杠桿的拉力為F_A，要使杠桿水平平衡，應(yīng)在杠桿上施加力F_B．請(qǐng)?jiān)趫D中
 （1）標(biāo)示F_A大��；
（2）畫出F_B為最小力時(shí)的示意圖并標(biāo)示它的大小．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）A浸沒入裝滿水的杯子中，溢出水的體積等于A的體積，由此根據(jù)m=ρV計(jì)算溢出水的質(zhì)量；
由阿基米德原理計(jì)算A受到的浮力，由此計(jì)算重物對(duì)杠桿的拉力，并畫出其力的示意圖；
（2）要使力最小，應(yīng)使力臂最大，由此根據(jù)杠桿平衡條件計(jì)算最小力并畫出它的示意圖．

解答 解：
（1）由題知，溢出水的體積等于物體A的體積，即：V_水=300cm³
由ρ=$\frac{m}{V}$可得溢出水的質(zhì)量：
m=ρV_水=1.0g/cm³×300cm³=300g；
由阿基米德原理，A所受浮力：
F_浮=G_排=mg=0.3kg×10N/kg=3N，
物體A受力平衡，由力的作用相互性可得：F_A=G-F_浮=10N-3N=7N；
F_A示意圖如圖所示．
（2）要使力最小，應(yīng)使力臂最大．由圖知，F(xiàn)_B作用在杠桿右端，且方向豎直向上，
由F_AL_A=F_BL_B得：
F_B=$\frac{{F}_{A}{L}_{A}}{{L}_{B}}$=$\frac{2}{5}$F_A=$\frac{2}{5}$×7N=2.8N．
F_B示意圖如圖所示：
答案：300；如圖所示．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了密度、阿基米德原理和杠桿平衡條件的應(yīng)用以及力的示意圖的畫法，考查知識(shí)點(diǎn)多，綜合性強(qiáng)．