题目

如图甲所示，我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器。     处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“∩”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为2m，OD、OE的长度分别为3m、6m 。不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力。（1）请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图（2）深潜器的质量为25t，总体积为24.5m³。在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中，两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛？ 答案：解析：（1）动力和阻力示意图如图所示。 （2）深潜器入水前，钢缆BE的拉力， F2=G=mg=25×103kg×10N/kg=2.5×105N。 深潜器浸没入水中后，所受浮力F浮=ρ水g V排， 钢缆BE的拉力， F2’=G- F浮=G-ρ水g V排=2.5×105N-1.0×103kg/m3×10N/kg×24.5m3=5.0×103N。 由杠杆平衡条件，深潜器入水前，两根伸缩杆的总拉力为 F1===7.5×105N。 深潜器浸没入水中后，两根伸缩杆的总拉力为F1’===1.5×104N。 两根伸缩杆的总拉力减少△F= F1-F1’=7.5×105N-1.5×104N =7.35×105N。 【名师点评】“向阳红09”母船由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器，其结构复杂，题目通过简化图乙使学生容易找到支点、动力臂和阻力臂。此题以绞车释放深潜器切入意在考查物体平衡、浮力、杠杆平衡条件等知识点。

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