很BT的物理题 谁做出来加分 写过程

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/09/14 13:42:35
一根均匀的木棒,斜放在一个装有水的碗里,木棒没有碰到碗底,木棒体积的40%在水里,露出在碗外的是木棒体积的20%,求木棒的密度。

画图!!
设长为10L,重为10m=ρ木头V
则对露出在碗外的部分分析力矩有2mg*L
对在碗内的部分分析力矩有8mg*4L-F*6L
根据静力平衡有2mg*L=8mg*4L-F*6L
得到F=5mg=ρ木头Vg/2 (1)
又F=ρ水*(0.4V)g (2)
ρ木头Vg/2=ρ水*(0.4V)g
所以
ρ木头=0.8ρ水

可以利用杠杆原理做这道题,需要假定木棒很细,可以忽略倾角的影响。
碗的边缘是支点,木棒处于平衡状态,有
木棒总重 * .8 * 0.4 - 浮力 * 0.6 = 木棒总重 * 0.2 * 0.1 (1)
并且
浮力= 木棒体积 * 0.4 * 1 (2)
这两式子采用公斤力为单位,水的密度定为1,力的大小等同于质量,所以可以不乘9.8
将(2)带入(1),得
密度 = 木棒质量/木棒体积 = 0.24 / 0.30 = 0.8(倍水的密度)

设水的密度为ρ水。木棒密度为ρ,体积为V,长为L。重力加速度为g。

当成一个平衡杠杆做,支点在木棒与碗边接触点上。

露出碗外面的重力与在碗里面的重力在筷子上平衡。则
0.1L(ρ*g*0.2V)=ρ*g*0.8V*0.4L-ρ水*g*0.4V*0.6L
其中ρ水*g*0.4V是木棒受到的浮力。

所以ρ=0.8ρ水=800kg/m³

将木棒看做是一根杠杆,木棒与碗的边缘接触处为支点。此时木棒受到两个力的作用:重力及浮力。设木棒长为L。重力作用点在棒的中点,它的力臂为0.3L,浮力的作用点在浸入水中部分的中点,它的力臂为0.6L。根据杠杆平衡条件有:G×0.3L=F浮×0.6L,即G=2F浮。则有:ρ木gV木=2ρ水gV排,而V排= 0.4V木,即可解得ρ木= 800kg/m3

和水一样

初中的奥赛物理题,答案是0.8P