Question

【題目】如圖是重慶一中初二科技小組設(shè)計的在岸邊打撈水中文物的裝置示意圖，電動機固定在地面．O為杠桿BC的支點，CO：OB=1：2．配重E通過繩子豎直拉著杠桿C端，質(zhì)量為280kg，每個滑輪重為100N；均勻?qū)嵭奈奈锏拿芏葹?×103Kg/m3，質(zhì)量為80kg．繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸及杠桿支點處的摩擦、水對文物A的阻力均忽略不計，文物A一直勻速上升．求：

（1）在文物還未露出水面時，求此時文物A所受到的浮力及電動機拉力F的大��；（假定B端靜止）

（2）在文物還未露出水面時，滑輪組的機械效率；

（3）當文物A在空中被勻速提起上升時，電動機拉力功率為5kW．求卷揚機拉動鋼絲繩的速度？

Answer 1

【答案】（1）文物A所受到的浮力為100N；電動機拉力F的大小為400N；

（2）在文物還未露出水面時，滑輪組的機械效率87.5%；

（3）卷揚機拉動鋼絲繩的速度為11.1m/s．

【解析】解：（1）由于物體完全浸沒

所以V排=VA===0.01m3

所以物體所受的浮力：

F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N

又因為物體做勻速直線運動，所以F=（G物﹣F浮+G動）=×（800N﹣100N+100N）=400N；

（2）滑輪組的機械效率：

η=×100%=×100%=×100%=×100%=87.5%

（3）假設(shè)A全部出水，F(xiàn)′=（G物+G動）=×（800N+100N）=450N；

由P==Fv得，繩的速度v==≈11.1m/s．

杠桿會向左邊傾斜，不能將文物打撈上岸．

答：（1）文物A所受到的浮力為100N；電動機拉力F的大小為400N；

（2）在文物還未露出水面時，滑輪組的機械效率87.5%；

（3）卷揚機拉動鋼絲繩的速度為11.1m/s．