如图甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图.DB是以O点为转轴的水平杠杆,OD的长度为1.6m.水平甲板上的

4个回答

  • 解题思路:(1)因为DOC是一个杠杆,已知DO的长度,所以要求解OC的长度时,可以结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2进行求解,因此需要求出D点和C点的动力和阻力;

    对配重E的受力分析可以求解动力FD1=F'D1

    对以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析可以求解阻力FC1=F'C1,具体如下:

    首先对物体A进行受力分析,物体A受到竖直向下的重力和竖直向上的水的浮力及绳子的拉力,在三个力的作用下处于平衡状态,即合外力为零,可以求出绳子拉力的大小;

    然后结合滑轮组的机械效率公式η=

    W

    W

    进行推理求解计算出动滑轮的重力;

    结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求解出OC的长度;

    (2)由表格可知做功W和做功时间t,

    结合功率公式

    P=

    W

    t

    可以求出功率的大小;

    再结合机械功率P=Fv求解拉力的大小.

    (1)物体A在水中匀速上升h1的过程中,

    F1=mAg-F

    FVg=200N

    F1=300N

    此时,滑轮组的机械效率η1=

    W有

    W 总=

    F1h1

    1

    3(F1+G动)×3h1

    物体A离开水面后匀速上升h2的过程中,滑轮组机械效率η2=

    W有′

    W 总′=

    mAgh2

    1

    3(mAg+G动)×3h2

    根据η1:η2=9:10,解得:G=100N.

    物体A在水中匀速上升过程中,以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析图如图a所示,配重E的受力分析图如图b所示,杠杆上C点、D点受力分析图如图c所示.

    FC1=G-F

    G=mg+G+mAg,N1=mEg-FD1

    F'D1•OD=F'C1•OC

    FC1=F'C1,FD1=F'D1

    物体A离开水面后匀速上升的过程中,以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析图如图d所示,配重E的受力分析图如图e所示,杠杆C点、D点受力分析图如图f所示.

    FC2=G,N2=mEg-FD2

    F'D2•OD=F'C2•OC

    FC2=F'C2,FD2=F'D2

    N1:N2=3:2

    解得:OC=1.8•OD=2.88m;

    答:OC的长度为2.88m;

    (2)行走装置以v=0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中,由图象可得拉力T的功率

    P=[W/t]=[50J/10s]=5W

    P=T×2v,解得:T=50N

    F=2T=100N;

    答:拉力F为100N.

    点评:

    本题考点: 力的合成与应用;杠杆的平衡条件;阿基米德原理;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

    考点点评: 此类问题是一道复杂的综合题目,要会正确的对物体进行受力分析,结合平衡状态求解出各力的大小,进而利用杠杆的平衡条件和机械效率计算公式进行分析求解.

相关问题