Question

圖是小華利用杠桿提升浸沒在水中的物體B的示意圖。杠桿CD可繞支點O在豎直平面內轉動，OC∶OD＝1∶2，物體A為配重，其質量為200g。燒杯的底面積為75cm²，物體B的質量是320g，體積是40cm³。當物體B浸沒在水中時，水對杯底的壓強為p₁。當用力拉A，將物體B從容器底提出水面一部分以后，杠桿恰好在水平位置平衡，此時，豎直向下拉A的力為F，杯中水對容器底的壓強為p₂。若p₁與p₂之差為40Pa。則拉力F是___________N（g取10N/kg，杠桿的質量、懸掛物體A和物體B的細繩的質量均忽略不計）。

Answer 1

4.2

G_A=m_Ag=200×10^-3kg×10N/kg=2N，
G_B=m_Bg=320×10^-3kg×10N/kg=3.2N，
物體B全浸入水中受到的浮力：
F_浮=ρ_水v_排g=1×10³kg/m³×40×10^-6m³×10N/kg=0.4N；
∵水對燒杯底的壓強差：△p=40Pa，
∴水對燒杯底的壓力差：
△F=△p×s=40Pa×75×10^-4m²=0.3N，
杠桿右端受到的壓力差：
△F′=△F=0.3N，
∵杠桿平衡，
∴（G_A+F）×OC=（G_B-F_浮+△F′）×OD，
即：（2N+F）×OC=（3.2N-0.4N+0.3N）×OD，
∵OC：OD=1：2，
∴F=4.2N．
故答案為：4.2．