Question

如圖甲所示，正方體A邊長(zhǎng)0.2m，作為配重使用，杠桿OE：OF=2：3，某同學(xué)用這個(gè)裝置和一個(gè)密閉容器D提取水中的圓柱體B， 圓柱體B的體積是密閉容器D的；旁邊浮體C的體積是0.1m³，該同學(xué)站在浮體C上，總體積的浸入水中；該同學(xué)用力拉動(dòng)滑輪組繞繩自由端，手拉繩的功率P和密閉容器D勻速被提升的距離關(guān)系如圖24乙所示；密閉容器D上升速度0.05m/s保持不變，密閉容器D被提出水后，圓柱體B從密閉容器D中取出放在浮體C的上面，同時(shí)手松開繩子時(shí)，浮體C露出水面的體積減少總體積的；在提升全過(guò)程中，配重A始終沒有離開地面。兩個(gè)定滑輪總重10 N.（繩的重力，滑輪與軸的摩擦及水的阻力不計(jì)。g＝10N/kg），求：（7分）

（1）圓柱體B的重力；

（2）密閉容器D離開水面時(shí)，滑輪組提升重物B的機(jī)械效率；（百分號(hào)前面保留整數(shù)）；

（3）圓柱體B的密度；

（4）在提升全過(guò)程中配重A對(duì)地面的壓強(qiáng)的最大變化量。

 

Answer 1

【答案】

（1）200N（2）83%（3）（4）

【解析】

試題分析：（1）由圖象可知D完全露出水面時(shí)F₁的功率P₁=12W，P₁=F₁υ

解之 ………（1分）

B放在C上，且放開手后， 

………（1分）

（2）………（1分）

（3）

G_D+=3F₁-G_B=3×80N-200N=40N

D未出水面時(shí)的功率為P₂=6W，拉力

………（1分）

又   F₂=

所以D受浮力

又  解得V_D=0.012m³，  V_B=0.004m³

所以………（1分）

（4）定滑輪對(duì)杠桿右端的最大拉力

定滑輪對(duì)杠桿右端的最小拉力

………（1分）

由杠桿平衡條件，有

      

………（1分）

考點(diǎn)：滑輪（組）的機(jī)械效率；杠桿的平衡條件；壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算；阿基米德原理．

點(diǎn)評(píng)：本題為力學(xué)綜合題，分析時(shí)要求靈活選用公式，仔細(xì)分析題圖明白題意、從圖象得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵．