设大球的力臂为L大,小球的力臂为L小,大球的密度为ρ大,小球的密度为ρ小.
则两球在放入水中之前,根据杠杆的平衡条件可知:
G大L大=G小L小,
所以ρ大gV大L大=ρ小gV小L小,
则
ρ大gV大/ρ小gV小=L小 L大 ;
当两球都浸没在水中时,根据杠杆的平衡条件可知:
(G大-F浮大)L大=(G小-F浮小)L小,
由阿基米德原理原理可得:
(ρ大gV大-ρ水gV大)L大=(ρ小gV小-ρ水gV小)L小,
则(ρ大gV大-ρ水gV大)/(ρ小gV小?ρ水gV小)=L小/L大
综合前面两式得出:
(ρ大-ρ水)gV大/(ρ小-ρ水)gV小=ρ大gV大 /ρ小gV小 由此可得:
(ρ大-ρ水)/(ρ小-ρ水)=ρ大/ρ小
所以(ρ大-ρ水)ρ小=(ρ小-ρ水)ρ大,
则ρ大ρ小-ρ水ρ小=ρ小ρ大-ρ水ρ大,那么ρ水ρ小=ρ水ρ大,
所以ρ小=ρ大
A、两球都是实心时,两球的密度才是相等的.
本题考查了杠杆的平衡原理以及浮力和密度等知识的结合。难度稍大。
设大球的力臂为L大,小球的力臂为L小,大球的密度为ρ大,小球的密度为ρ小。则两球在放入水中之前,根据杠杆的平衡条件可知:G大L大=G小L小即ρ大gV大/ρ小gV小=L小/L大;
当两球都浸没在水中时,根据杠杆的平衡条件可知:(G大-F浮)L大=(G小-F浮)L小
即ρ大gV大-ρ水gV大/ρ小gV小-ρ水gV小=L大/L小
综合前面两式的出:
(ρ大-ρ水)gV大/(ρ小-ρ水)gV小=ρ大gV大/ρ小gV小。
由此可得:ρ大-ρ水/ρ小-ρ水=ρ大/ρ小,
即ρ大=ρ小。当两球都是实心时,两球的密度相等都等于材料的密度。
ρV1gL1=ρV2gL2
V1L1=V2L2
(ρV1g-ρ水V1g)L1-(ρV2g-ρ水V2g)L2
=ρV1gL1-ρV2gL2+ρ水V2gL2-ρ水V1gL1
=ρ水g(V2L2-V1L1)
=0
所以依然能够平衡,A正确
1楼答案选A是对的。因为浮力跟排开水的体积成正比,而大小密度相同,所以浮力又跟大小球重量成正比,这样大小球在水中重量的比例不变。重量的比例不变,也就是和臂长形成的反比参数不变,即力矩不变,因此杠杆还保持原先的平衡。
当然是实心的啦