Question

（2013•昌平区二模）如图甲所示是一个装置示意图，正方体A作为配重使用，保证杠杆EOF始终在水平位置平衡．某同学用这个

Answer 1

解题思路：（1）根据图象得出D的高度，并求出D的体积，利用F_浮=ρ_水gV_排求出D浸没在水中时所受的浮力；

（2）先从图象中读出未被提出水面匀速上升和完全提出水面后匀速上升的功率，利用P=Fv求出拉力之间的关系，然后分别对D在水中匀速上升时、D在空气中匀速上升时，动滑轮及物体B和D整体、杠杆、定滑轮的受力分析，以及物体A单独在地面、D在水中、D在空气中的受力分析，分别列出关系时，结合各关系式之间的关系以及已知量求出动滑轮重；

（3）先求出D的重力，然后根据与B重力有关的关系式得出B的重力；

（3）根据η=

W

有

W

总

=[Gh/Fs]=[G/nF]求出D完全提出水面后，滑轮组提升圆柱体B的机械效率．

（1）由图象可得h_D=3m-2m=1m

V_D=S_Dh_D=1.2×10^-2m²×1m=1.2×10^-2m³，

F_浮=ρ_水gV_D=1×10³kg/m³×10N/kg×1.2×10^-2m³=120N；

（2）由图象可得未被提出水面匀速上升和完全提出水面后匀速上升的功率分别为P₁=6W，P₂=12W；

∵P=Fv

∴

P1

P2=

F13v

F23v=

F1

F2=[6W/12W]=[1/2]，

当D在水中匀速上升时，动滑轮及物体B和D整体、杠杆、定滑轮的受力分析

即3F₁+F_浮=G_B+G_D+G₀-----①

F_F1=4F₁+2G₀-----②

F_E1OE=F_F1OF------③

当D在空气中匀速上升时，动滑轮及物体B和D整体、杠杆、定滑轮的受力分析

3F₂=G_B+G_D+G₀---------④

F_F2=4F₂+2G₀---------⑤

F_E2OE=F_F2OF--------⑥

物体A单独在地面、D在水中、D在空气中的受力分析：

G_A=N₀=p₀S_A--------⑦

G_A=N₁+F_E1=p₁S_A+F_E1--------⑧

G_A=N₂+F_E2=p₂S_A+F_E2------⑨

由①④式得3F₁+F_浮=3F₂

再由

F1

F2=[1/2]，F_浮=120N及上式可得：F₁=40N，F₂=80N；

由③⑥式可得

FE1

FE2=

FF1

FF2，

再由②⑤⑦⑧⑨及上式可得

GA−p1SA

GA−p2SA=

4F1+2G0

4F2+2G0

p0SA−p1SA

p0SA−

点评：

本题考点： 浮力大小的计算；杠杆的平衡条件；滑轮（组）的机械效率．

考点点评： 本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、杠杆平衡条件、效率公式的掌握和运用，知识点多、综合性强，要求灵活运用所学知识求解，关键是对不同情况进行正确受力分析．