Question

如图是重庆一中初二科技小组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

Answer 1

解题思路：（1）利用密度公式ρ=[m/V]求出体积；分析物体受力和滑轮组的特点，利用F=

F

拉物

+

G

动

2

求出自由端的拉力；

（2）利用η=

W

有

W

总

=

(G−

F

浮

)•h

F•nh

=

G−

F

浮

nF

求机械效率；

（3）根据物体出水后受力情况，结合杠杆平衡条件F₁l₁=F₂l₂可得C端的拉力，比较E的大小，作出判断．

（1）∵浸没

∴V_排=V_A=

mA

ρA=[80kg

8000kg/m3=0.01m³

F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×0.01m³=100N

匀速直线运动∴F=

1/2]（G_物-F_浮+G_动）=[1/2]（800N-100N+100N）=400N

（2）η=

W有

W总=

(G−F浮)•h

F•nh=

G−F浮

nF=[800N−100N/2×400N]=87.5%

（3）假设A全部出水，F′=[1/2]（G_物+G_动）=[1/2]×（800N+100N）=450N；

F_B=3F′+G_动=3×450N+100N=1450N

由F₁l₁=F₂l₂可得，F_B×OB=F_C×OC

∴F_C=[OB/OC]•F_B=2×145N=2900N＞G_E=m_Eg=280×10=2800N，

杠杆会向左边倾斜，不能将文物打捞上岸．

答：（1）在文物还未露出水面时，此时电动机拉力F的大小400N；（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87.5%；

（3）通过计算说明不能顺利将文物A打捞上岸．

点评：

本题考点： 滑轮组绳子拉力的计算；杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 此题为力学综合题，考查知识较多，主要是浮力大小、滑轮组拉力，机械效率和杠杆平衡条件的理解和掌握．