如圖所示裝置中,杠桿和滑輪的重力及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì),杠桿AB可以繞O點(diǎn)在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),A端通過豎直方向的輕繩與滑輪組相連,在B端用一輕繩沿豎直方向?qū)⒏軛U拉住,使其始終保持水平平衡.在滑輪組的下方,懸掛一圓柱形的物體,此物體被浸在圓柱形容器內(nèi)的液體中.已知杠桿O點(diǎn)兩側(cè)的長度關(guān)系為AO=2OB,圓柱形物體的底面積為10cm
2、高為12cm,圓柱形容器的底面積為50cm
2.若容器中的液體為水,在水深為20cm時(shí)物體的上表面恰與水面相平,此時(shí)杠桿B端繩上的拉力為F
1;打開圓柱形容器下方的閥門K,將水向外釋放,直到物體露出水面的體積為其總體積的
時(shí),將閥門K關(guān)閉,此時(shí)杠桿B端繩上的拉力為F
2,且F
1:F
2=3:4.若容器中液體為某種未知液體,其質(zhì)量與最初容器中的水的質(zhì)量相等,此時(shí)未知液體的深度為18cm,杠桿B端繩上的拉力為F
3.取g=10N/kg,則( ?。?br/>
A. 圓柱形物體的密度為2g/cm
3B. 作用在B端的拉力F
3大小為1.52N
C. 未知液體的密度為1.2g/cm
3D. 未知液體對圓柱形容器底部的壓強(qiáng)為1980Pa
(1)設(shè)放水前后作用在A端繩子的拉力分別為
F1′、
F2′,圓柱體的體積為和密度分別為 V、ρ,則
F
1×OB=
F1′×OA;F
2×OB=
F2′×OA
由上面兩個(gè)式子可得
=
=3:4 ①
ρ
水Vg+3
F1′=G=ρVg ②
ρ水Vg+3
F2′=G=ρVg ③
聯(lián)立①②③得圓柱體的密度ρ=3ρ
水=3×1.0g/cm
3=3g/cm
3.故A錯(cuò)誤;
(2)杠桿始終保持水平平衡,則滑輪下的物體始終保持靜止,又另一種液體的深度比水少2cm,
故物體浸入另一種液體的深度是12cm-2cm=10cm
水的體積是 V
水=50cm
2×20cm-10cm
2×12cm=880cm
3,
未知液體的體積是 V=50cm
2×18cm-10cm
2×10cm=800cm
3,
由于質(zhì)量相等,ρ
水V
水=ρV,故未知液體的密度 ρ
液=
=
=1.1g/cm
3=1.1×10
3kg/m
3;故C錯(cuò)誤;
(3)F
3=
×
(G-F
浮)=2×
(3×10
3kg/m
3×10N/kg×10×12×10
-6m
3-1.1×10
3kg/m
3×10N/kg×10×10×10
-6m
3)≈1.67N;故B錯(cuò)誤;
(4)P=ρ
液gh=1.1×10
3kg/m
3×10N/kg×0.18m=1980Pa;故D正確.
故選D.