如图所示两杠杆处于平衡状态,甲中的是两个同种密度但体积不同的物体,乙上的是两个体积相同但密度不同的物体,如果把他们都浸没在水中,则杠杆如何变化( )
A.仍保持平衡
B.都失去平衡
C.甲仍保持平衡,乙失去平衡
D.甲失去平衡,乙仍保持平衡
答案:C
解析:
(1)甲杠杆:
浸入水中之前,
ρ物gV1×L1=ρ物gV2×L2
所以
V1×L1=V2×L2
浸入水中后左端力和力臂的乘积为:
(ρ物gV1﹣ρ水gV1)×L1=(ρ物﹣ρ水)gV1×L1
浸入水中后右端力和力臂的乘积为:
(ρ物gV2﹣ρ水gV2)×L2=(ρ物﹣ρ水)gV2×L2
所以浸入水中后,左右两端力和力臂的乘积相等,
故杠杆仍然平衡。
(2)乙杠杆:
浸入水中之前,
ρ铝gV×L1=ρ铁gV×L2①
浸入水中后左端力和力臂的乘积为:
(ρ铝gV﹣ρ水gV)×L1=ρ铝gV×L1﹣ρ水gV×L1②
浸入水中后右端力和力臂的乘积为:
(ρ铁gV﹣ρ水gV)×L2=ρ铁gV×L2﹣ρ水gV×L2③
由于L1>L2,结合①可知,左端力和力臂的乘积小于右端力和力臂的乘积,
故杠杆右端下沉,综上所述,选项C符合题意。
故选:C。
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