Question

将两个体积相等的实心铜球和铝球挂于杠杆的两端后，杠杆能在水平位置平衡，如果把两球同时浸没在水中，（球都不接触容器底和壁）．则此时杠杆（　　）

A．任然平衡

B．一定不平衡

C．可能平衡

D．条件不足，无法确定

Answer 1

分析：原来杠杆处于平衡状态，两端的力和力臂的乘积相等，比较出两个体积相等的实心铜球和铝球的重力关系，根据杠杆的平衡条件得出两侧力臂的关系；把两端的铝球和铜球同时浸没水中，由F_浮=ρ_水gV_排得出二者受到水的浮力关系，进而根据杠杆平衡条件，判断杠杆是否平衡．

解答：解：根据公式ρ=

m

V

变形的m=ρV，两球的体积相同，铜的密度大于铝的密度，所以铜球的质量大于铝球的质量，铜球的重力大于铝球的重力，原来杠杆处于平衡状态，两端的力和力臂的乘积相等，即G_铜L_铜=G_铝L_铝，所以L_铜＜L_铝；
将两球同时浸没在水中，因为两球的体积相等，根据阿基米德原理可知在水中两球受浮力相等，则铜球一侧的力和力臂的乘积为：（G_铜-F_浮）L_铜=G_铜L_铜-F_浮L_铜；铝球一侧的力和力臂的乘积为：（G_铝-F_浮）L_铝=G_铝L_铝-F_浮L_铝；又因为G_铜L_铜=G_铝L_铝，F_浮L_铜＜F_浮L_铝，所以：（G_铜-F_浮）L_铜＞（G_铝-F_浮）L_铝．即杠杆一定不平衡．
故选B．

点评：本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件的掌握和运用，能从二者的体积关系找出质量、重力、浮力、力臂的大小关系，得出杠杆是否平衡是本题的关键．