均匀棒AB长度为1米,放于水面能漂浮，用弹簧测力器将其A端竖直向上提起，设A离水面为X。 弹簧测力计的

树友r5yjjh 2021-4-8 06:50

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  王建 (最佳回答者)

  2021-4-15 18:42

  解析：

  解析：如图所示，设棒长为L0，杠杆平衡时，浸在水中部分的长度为L，则以A为支点，根据杠杆平衡的条件知：

  GL1=F浮L2

  根据相似三角形的性质，不难推导：

  G×AB=F浮×AC（其中B是棒的中心，C点是浸在水中部分的中心）

  显然：AB=0.5m,AC=1-L/2,故

  G=2（1-L/2）F浮

  而G=ρgSL0，F浮=ρ水gSL,故

  ρgSL0=2（1-L/2）ρ水gSL

  ρL0=2（1-L/2）ρ水L(其中L0=1m)

  ρ=ρ水（2-L）L……（1）

  （1）式表明，当棒在水中处于倾斜的平衡状态时，其浸入水中的长度是不变的，与倾斜角度无关，所以其所受的浮力大小是一定的。而分析左图，竖直向上的力(F+F浮)与竖直向下的力（G）应平衡，故

  F+F浮=G

  F=G-F浮

  所以，当棒处于倾斜平衡状态时，其F不变，与其角度θ无关。

  1.    分析右图可见，棒刚好处于竖直状态时，其拉出水面的长度为0.6m,浸入水中的长度为1m-0.6m=0.4m,即L=0.4m,代入（1）得：

  ρ=ρ水（2-L）L =1.0×103kg/m3×（2-0.4）×0.4

  =0.64×103kg/m3

  2.从右图可见，当物体全部离开水面后，弹簧测力计的示数是5N，即物体的重力：G=5N，故其体积：

  V=G/(ρg)=5N/(0.64×103kg/m3×10N/kg)

  =7.8125×10-4m3

  此时浸在水中部分的体积是：

  V排=0.4V=3.125×10-4m3

  受到浮力：

  F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×3.125×10-4m3

  =3.125N

  拉力

  Fa=G-F浮=5N-3.125N=1.875N

  3.分二个阶段计算。

  （1）0~0.6m阶段。

  拉力Fa做功：W1=Fah1=1.875N×0.6m=1.125J

  (2)0.6~1.2m阶段

  W2=Gh2=5N×0.6m =3J

  整个过程中做功：

  W=W1+W2=1.125J+3J=4.125J

  过程和数据都很复杂，难以保证答案的准确性，仅供参考！

  
  
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