Question

如圖所示，將體積相同的物體G₁、G₂分別掛在杠桿的兩端，杠桿處于平衡狀態．若將兩個物體G₁、G₂同時浸沒在水中，則（ ）

A．杠桿仍能保持平衡
B．杠桿不能平衡，A端下沉
C．杠桿不能平衡，B端下沉
D．無法確定杠桿的狀態

Answer 1

【答案】分析：（1）根據杠桿的平衡條件，動力×動力臂=阻力×阻力臂，即G₁×L₁=G₂×L₂；
（2）將兩個物體G₁、G₂同時浸沒在水中后，對杠桿的拉力F等于重力和浮力的差，根據F₁×L₁與F₂×L₂的大小關系判斷杠桿是否平衡．
解答：解：（1）物體沒有浸入水中時，根據杠桿平衡條件有G₁×L₁=G₂×L₂，由圖可見L₁＞L₂，∴G₁＜G₂．
（2）物體浸入水中時，對杠桿的拉力F=G-F_浮，因為兩個物體的體積相等，都同時浸沒在水中，所以它們受到的浮力相等，即F_浮1=F_浮2；
（3）杠桿A端：（G₁-F_浮1）×L₁=G₁×L₁-F_浮1×L₁，杠桿B端：（G₂-F_浮2）×L₂=G₂×L₂-F_浮2×L₂，
由L₁＞L₂，∴F_浮1×L₁＞F_浮2×L₂．
（4）∵G₁×L₁=G₂×L₂，F_浮1×L₁＞F_浮2×L₂
∴（G₁×L₁-F_浮1×L₁）＜（G₂×L₂-F_浮2×L₂）
因此杠桿的右（B）端下降．
故選C．
點評：本題雖為選擇題，但涉及杠桿的平衡、浮力的判斷，考查了學生綜合分析處理物理問題的能力．