用同种材料制成的实心物体A与B,分别挂在杠杆的两端,且GA>GB,此时杠杆平衡,如图(a)所示。若将两物体全部浸入水中,如图(b)所示,试问杠杆是否还能平衡。
请运用所学知识做出判断,并写出必要的公式和推导过程,已知材料的密度ρ0大于水的密度ρ水。
解析:
杠杆两端分别挂上体积不同的两个金属块A、B时,杠杆在水平位置平衡。
因为杠杆平衡,
所以GA×OA=GB×OB
mAg×OA=mBg×OB
ρ0VAg×OA=ρ0VBg×OB,
即:VA×OA=VB×OB,
若将两球同时浸没在水中,则:
左端:(ρ0VAg﹣ρ水VAg)×OA=ρ0VAg×OA﹣ρ水VAg×OA
右端:(ρ0VBg﹣ρ水VBg)×OB=ρ0VBg×OB﹣ρ水VBg×OB
又因为VA×OA=VB×OB,
所以ρ水VAg×OA=ρ水VBg×OB,
即ρ0VAg×OA﹣ρ水VAg×OA=ρ0VBg×OB﹣ρ水VBg×OB,
因此杠杆仍然平衡。
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