Question

如圖，OA為一個輕質杠桿，在A端掛一邊長為10cm的正方體物塊，在OA的中點施加一豎直向上的力F，當力F=40N時，杠桿在水平位置平衡，則物塊A重________N。其密度為________kg/m3，將物塊A浸沒于盛水的燒杯中，若杠桿仍在水平方向再次平衡，則F=________N。（g=10N/kg）

Answer 1

20,   2×103    20

由圖，根據杠桿平衡條件F?=G?OA，
所以石塊重為G=F/2=40/2=20N，
石塊體積為V=L³=（0.1m）³=10^-3m³，
石塊密度ρ=m/v==2×10³kg/m³，
石塊浸沒后所受浮力F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N，
石塊受到向下的力為F_下=G-F_浮=20N-10N=10N，
根據杠桿平衡條件F₁?=F_下?OA，
所以F₁=2F_下=2×10N=20N．
故答案為：20；2×10³；20