Question

如图甲所示的装置中，轻质杠杆AB可绕0点在竖直平面内转动，3AO= OB，一个棱长为20cm的正方体铜块完全浸没在水中，

Answer 1

（1）当铜块浸没在水中时，动滑轮与铜块受力情况如图甲所示；当物体A浸没在水中时，动滑轮与物体A受力情况如图乙所示。

由甲图：2F _A1=G _铜+G _动-F _浮1①

由乙图：2F _A2=G _A+G _动-F _浮2②

V _铜=a ³= （0.2 m） ³ =8 ×10 ^-3m ³ ，

∵当杠杆在水平位置平衡时：F _A1·AO=F _B1·OB，

∴

又∵3OA= OB，

∴G _动=6G _B- （ρ _铜-ρ _水）gV _铜=6×112 N-(8.9-1.0)×10 ³kg/m ³×10 N/kg×8×10 ^-3m ³ = 40 N ；

（2）以小明为研究对象，进行受力分析如图丙所示G人=F _拉’+F _N；

当小明所受支持力为0时，他对杠杆的拉力，F拉最大。

即：F _N=0时，F拉=G人，

∵当杠杆在水平位置平衡时：F _A2·AO= F _B2·OB，

∴

= 6. 9 × 10 ³kg/m ³，

∴ m _A=ρ _AV _A=6.9 ×10 ³kg/m ³×40×l0 ^-3m ³= 276 kg。