题目

如图是小明设计的在岸边打捞水中文物的装置示意图，电动机固定在地面．O为杠杆BC的支点，CO：OB=1：2．配重E通过绳子竖直拉着杠杆C端，质量为300kg，底面积为0.05m2 ， 每个滑轮重为100N；均匀实心文物的密度为8×103kg/m3 ， 质量为80kg．绳和杠杆的质量、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对文物A的阻力均忽略不计，文物A一直匀速上升． 求： （1） 在文物还未露出水面时，求此时文物A所受到的浮力及电动机拉力F的大小；（假定B端静止） （2） 在文物还未露出水面时，滑轮组的机械效率； （3） 当文物A在空中被匀速提起上升时，电动机拉力功率为5kw．求卷扬机拉动钢丝绳的速度． （4） 当文物A出水后，配重E对地面的压强． 答案： 解：由于物体完全浸没 所以V排=VA= mAρA = 80kg8×103kg/m3 =0.01m3，所以物体所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N；又因为物体做匀速直线运动，所以F=（G物﹣F浮+G动）=×（800N﹣100N+100N）=400N 解：滑轮组的机械效率： η= W有用W总 ×100%= (G−F浮)hF⋅nh ×100%= G−F浮nF ×100%= 800N−100N2×400N ×100%=87.5% 解：假设A全部出水，F′=（G物+G动）=×（800N+100N）=450N； 由P═Fv得，绳的速度v= PF' = 5×103W450N ≈11.1m/s 解：文物出水后，F= 12 （GA+G动）= 12 ×（800N+100N）=450N， 根据物体平衡可知：FB=G定+3F=1000N+3×450N=1450N，根据杠杆平衡条件可得：FB×OB=FC×OC，所以，FC= OBOC ×FB= 21 ×1450N=2900N，则：F压=F支=GE﹣FC=mEg﹣FC=300kg×10N/kg﹣2900N=100N，p= F压S = 100N0.05m2 =2000Pa

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