问题标题:
杠杆AB可绕O点在竖直平面内自由转动,A端通过细绳悬挂一圆柱形金属块,B端通过细绳悬挂一质量为1kg的小桶.当金属块刚刚浸没在圆柱形容器内的水中时,杠杆在水平位置平衡,如图甲所
问题描述:

杠杆AB可绕O点在竖直平面内自由转动,A端通过细绳悬挂一圆柱形金属块,B端通过细绳悬挂一质量为1kg的小桶.当金属块刚刚浸没在圆柱形容器内的水中时,杠杆在水平位置平衡,如图甲所示.打开圆柱形容器侧壁的阀门K,放出适量水到烧杯M中,然后关闭阀门,把放出的水全部倒入小桶中,杠杆在水平位置又重新平衡,如图乙所示.已知圆柱形金属块的底面积为60cm2、高为5cm,圆柱形容器的底面积为100cm2,g取10N/kg.不计杠杆及细绳质量,则金属块的密度为______kg/m3.

戴瀛洲回答:
  根据杠杆的平衡条件和阿基米德原理可得:   由图甲可得:(m金g-ρ水gS金H)L1=m桶gL2-------①   设水面下降的高度h,则   此时金属块排开水的体积V排=S金(H-h)---------②   排出水的体积V水=(S容器-S金)h-------------③   由图乙可得:(m金g-ρ水gV排)L1=(m桶g+ρ水V水g)L2------④   由②③代入④可得:   [m金g-ρ水gS金(H-h)]L1=[m桶g+ρ水(S容器-S金)hg]L2------⑤   由①和⑤相比可得:   m金=m
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