如图所示,把杠杆架在铁架台上,支点O到杠杆两端点A和B的距离之比为AO:OB=1:2,A端挂一质量为mA=1kg的空桶,B端挂质量为mB=1.6kg、体积为V=0.2dm3的物块,物块沉入水底并通过细线挂在杆的B端,盛水柱状容器的底面积为1dm2.现将铁架台的支点O升高一段距离,使B端物块露出水面一部分,再在小桶内装入一定质量的砂子,杠杆仍可水平平衡,水对容器底部的压强减小了100Pa,则装入桶内砂子的质量为______ kg.g取10N/kg.
问题描述:
如图所示,把杠杆架在铁架台上,支点O到杠杆两端点A和B的距离之比为AO:OB=1:2,A端挂一质量为mA=1kg的空桶,B端挂质量为mB=1.6kg、体积为V=0.2dm3的物块,物块沉入水底并通过细线挂在杆的B端,盛水柱状容器的底面积为1dm2.现将铁架台的支点O升高一段距离,使B端物块露出水面一部分,再在小桶内装入一定质量的砂子,杠杆仍可水平平衡,水对容器底部的压强减小了100Pa,则装入桶内砂子的质量为______ kg.g取10N/kg.
答
∵p=ρgh,∴△h=△pρg=100Pa1.0×103kg/m3×10N/kg=1100m,物块露出水面的体积为:V露=S△h=10-2m2×1100m=10-4m3,物块排开水的体积:V排=V-V露=2×10-4m3-10-4m3=10-4m3,根据杠杆平衡条件得,(m空桶+m砂子)g...
答案解析:(1)当物块露出水面一部分时,水对容器底部的压强减小了100Pa,根据这个条件求出水面下降的深度.
(2)知道容器的底面积和下降的深度求出物块露出水面的体积,求出物块排开水的体积.
(3)作用在杠杆B端的力等于物块的重力减浮力,根据杠杆平衡条件列出等式求出砂子的质量.
考试点:杠杆的平衡条件;压强的大小及其计算.
知识点:对于杠杆平衡问题,根据杠杆平衡条件求出所能求出的物理量,此类习题一般从已知条件入手.