Question

如圖所示，在輕質杠桿OA的A端掛一邊長為10cm的正方形石塊，在OA的中點施加一豎直向上的力F，當力F=40N時，杠桿在水平位置平衡，則石塊重

 

N．其密度為

 

kg/m³，將石塊浸沒于盛水的燒杯中，若杠桿仍在水平方向再次平衡，則F=

 

N．

Answer 1

分析：根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可求石塊的重力，根據公式ρ=

m

V

可求石塊的密度，石塊浸沒后，根據公式F_浮=ρgV_排求出石塊的浮力，重力減去浮力就等于現在石塊受到的向下的力，再根據杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂可求拉力F的大小．

解答：解：由圖，根據杠桿平衡條件F?

OA

2

=G?OA，
所以石塊重為G=

F

2

=

40N

2

=20N，
石塊體積為V=L³=（0.1m）³=10^-3m³，
石塊密度ρ=

m

V

=

G g

V

=

20N 10N/kg

10-3m3

=2×103kg/m3，
石塊浸沒后所受浮力F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N，
石塊受到向下的力為F_下=G-F_浮=20N-10N=10N，
根據杠桿平衡條件F1?

OA

2

=F下?OA，
所以F₁=2F_下=2×10N=20N．
故答案為：20；2×10³；20．

點評：本題考查根據杠桿平衡條件求重力、拉力的計算，求物體密度的計算，根據浮力公式求浮力的計算，關鍵是應用杠桿的平衡條件和各個公式及其變形的靈活運用，難點是求石塊浸沒后所受的合力，這也是本題的重點．