Question

（2012•怀柔区二模）如图是某港口卸载货物的简易装置示意图．该装置由悬挂机构、提升装置和行走装置三部分组成．悬挂机构由

Answer 1

（1）电动机输出功率恒定，∴F₁3v₁=F₂3v₂，其中v₁：v₂=5：4，

∴F₁：F₂=4：5

（2）当物体A完全在水中时，对行走装置、电动机、定滑轮进行受力分析，如图1所示，对E进行受力分析，如图2所示，对杠杆进行受力分析，如图3所示：

则：F_M1′=G_K+3F₁，N₁+F_D1′=G_E，F_D1•OD=F_M1•OM，

其中F_M1′=F_M1，F_D1′=F_D1，η₁=87.5%，OD：OM=1：2，

F₁=[1/3]（G_动+G_A-F_浮）

η₁=

(GA−F浮)h

F1×3h

当物体A在水外时，对行走装置、电动机、定滑轮进行受力分析，如图4所示，对E进行受力分析，如图5所示，对杠杆进行受力分析，如图6所示：

则：F_C2′=m_Kg+3F₂，F_D2′+N₂=GE，F_D2•OD=F_C2•OC，

其中F_C2′=F_C2，F_D2′=F_D2，OD：OC=5：2，

且：V_A=2V_E，ρ_E=6ρ_A，得G_E=3G_A，F₁：F₂=4：5，得：

G_A=9G_动，F_浮=2G_动，

∴η₂=

GAh

F2×3h×100%=

GAh

1

3(GA+G动)×3h×100%=

9G动

9G动+G动×100%=90%；

（3）由（2）中关系式知，

（G_E-N₁）OD=（G_K+3F₁）OM，

（G_E-N₂）OD=（G_K+3F₂）OC，

OD：OM=1：2，OD：OC=5：2，G_A=9G_动，F_浮=2G_动，

F₁=[1/3]（G_A-F_浮+G_动），F₂=[1/3]（GA+G_动）

则N₁=6G_动，N₂=22G_动

∴N₁：N₂=6：22=3：11

答：（1）打捞前后提升电动机绳子的拉力F₁与F₂的比值是4：5；

（2）货物A打捞出水后的机械效率是90%；

（3）货物A出水前后地板对配重E的支持力N₁与N₂的比值是3：11．