【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(jī)固定在地面.O為杠桿BC的支點(diǎn),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(diǎn)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(jī)拉力F的大。唬俣˙端靜止)

(2)在文物還未露出水面時,滑輪組的機(jī)械效率;

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

【答案】(1)文物A所受到的浮力為100N;電動機(jī)拉力F的大小為400N;

(2)在文物還未露出水面時,滑輪組的機(jī)械效率87.5%;

(3)卷揚(yáng)機(jī)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=VA===0.01m3

所以物體所受的浮力:

FgV=1000kg/m3×10N/kg×0.01m3=100N

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

(2)滑輪組的機(jī)械效率:

η=×100%=×100%=×100%=×100%=87.5%

(3)假設(shè)A全部出水,F(xiàn)′=(G+G)=×(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(jī)拉力F的大小為400N;

(2)在文物還未露出水面時,滑輪組的機(jī)械效率87.5%;

(3)卷揚(yáng)機(jī)拉動鋼絲繩的速度為11.1m/s.

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