圖是某科研小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖。O為杠桿BC的支點(diǎn)，CO:OB=1:4。配重E通過繩子豎直拉著杠桿C端，其質(zhì)量mE=644kg。定滑輪和動(dòng)滑輪的質(zhì)量均為m0。人拉動(dòng)繩子，通過滑輪組提升浸沒在水中的物品。當(dāng)物體A在水面下，小明以拉力F1勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為η1，配重E對(duì)地面的壓力為N1；當(dāng)物體A完全離開水面，小明以拉力F2勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為η2，配重E對(duì)地面的壓力為N2。已知：GA=950N，η2=95%，N1:N2=6:1，繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)物體A的阻力均可忽略不計(jì)，g取10N/kg。求：

(1)物體在水面下受到的浮力；

(2)F1:F2的值

(3) η1的大小。

 

【答案】

(1)物體在水面下受到的浮力是200N；

(2)F1:F2的值是4:5

(3) η1的大小93.75%。

【解析】

試題分析：分別對(duì)物體A、動(dòng)滑輪B、人進(jìn)行受力分析，如圖所示：

由①-⑩式，GA=950N，η2=95%，N1:N2=6:1，CO:OB=1:4, GE=6440N，

 解得：G0=50N

F浮=200N；FA1=750N；FA2=950N；F1=400N；F2=500N

F1:F2=4:5

考點(diǎn)：杠桿的平衡條件和機(jī)械效率

點(diǎn)評(píng)：此類問題是一道復(fù)雜的綜合題目，要會(huì)正確的對(duì)物體進(jìn)行受力分析，結(jié)合平衡狀態(tài)求解出各力的大小，進(jìn)而利用杠桿的平衡條件和機(jī)械效率計(jì)算公式進(jìn)行分析求解．

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：初中物理 來源： 題型：

（2013?豐臺(tái)區(qū)一模）如圖是某科研小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖．該裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和提升裝置兩部分組成．懸掛機(jī)構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成，O為杠桿BC的支點(diǎn)，CO：OB=4：1．配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端，其質(zhì)量mE=500kg．安裝在杠桿C端的提升裝置由支架、電動(dòng)機(jī)Q、定滑輪K及動(dòng)滑輪M構(gòu)成．其中支架和電動(dòng)機(jī)Q的總質(zhì)量mQ=12kg，定滑輪K和動(dòng)滑輪M的質(zhì)量均為m0．可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子，通過滑輪組提升浸沒在水中的物品．在一次打撈一批實(shí)心金屬材料過程中，金屬材料浸沒在水中勻速豎直上升，此時(shí)電動(dòng)機(jī)Q牽引繩子的功率為P1，繩子H端的拉力為F1，金屬材料上升速度大小為v1，地面對(duì)配重E的支持力為N1，滑輪組的機(jī)械效率為η1；在金屬材料全部露出水面后勻速豎直上升的過程中，繩子H端的拉力為F2，地面對(duì)配重E的支持力為N2，滑輪組的機(jī)械效率為η2．已知F1=200N，v1=0.2m/s，η2=95%，N1：N2=6：1，繩和杠桿的質(zhì)量、捆綁金屬材料的鋼絲繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)金屬材料的阻力均可忽略不計(jì)，g取10N/kg．
求：
（1）金屬材料浸沒在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率P1；
（2）動(dòng)滑輪M的質(zhì)量m0；
（3）被打撈金屬材料的密度ρ金．

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科目：初中物理 來源： 題型：

（2011?海淀區(qū)一模）圖是某科研小組設(shè)計(jì)的高空作業(yè)裝置示意圖，該裝置固定于六層樓的頂部，從地面到樓頂高為18m，該裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和提升裝置兩部分組成．懸掛機(jī)構(gòu)由支架AD和杠桿BC構(gòu)成，CO：OB=2：3．配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端，其質(zhì)量mE=100kg，底面積S=200cm2．安裝在杠桿C端的提升裝置由定滑輪M、動(dòng)滑輪K、吊籃及與之固定在一起的電動(dòng)機(jī)Q構(gòu)成．電動(dòng)機(jī)Q和吊籃的總質(zhì)量m0=10kg，定滑輪M和動(dòng)滑輪K的質(zhì)量均為mK．可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子H端，通過滑輪組使吊籃升降，電動(dòng)機(jī)Q提供的功率恒為P．當(dāng)提升裝置空載懸空靜止時(shí)，配重E對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng)p0=4×104Pa，此時(shí)杠桿C端受到向下的拉力為FC．科研人員將質(zhì)量為m1的物體裝入吊籃，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，當(dāng)?shù)趸@平臺(tái)勻速上升時(shí)，繩子H端的拉力為F1，配重E對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng)為p1，滑輪組提升物體m1的機(jī)械效率為η．物體被運(yùn)送到樓頂卸下后，科研人員又將質(zhì)量為m2的物體裝到吊籃里運(yùn)回地面．吊籃勻速下降時(shí)，繩子H端的拉力為F2，配重E對(duì)樓頂?shù)膲簭?qiáng)為p2，吊籃經(jīng)過30s從樓頂?shù)竭_(dá)地面．已知p1：p2=1：2，F(xiàn)1：F2=11：8，不計(jì)杠桿重、繩重及摩擦，g取10N/kg．求：
（1）拉力FC；
（2）機(jī)械效率η； 
（3）功率P．

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科目：初中物理 來源：2013年北京市門頭溝區(qū)中考二模物理試卷（帶解析） 題型：計(jì)算題

圖是某科研小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖。O為杠桿BC的支點(diǎn)，CO:OB=1:4。配重E通過繩子豎直拉著杠桿C端，其質(zhì)量mE=644kg。定滑輪和動(dòng)滑輪的質(zhì)量均為m0。人拉動(dòng)繩子，通過滑輪組提升浸沒在水中的物品。當(dāng)物體A在水面下，小明以拉力F1勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為η1，配重E對(duì)地面的壓力為N1；當(dāng)物體A完全離開水面，小明以拉力F2勻速豎直拉動(dòng)繩子，滑輪組的機(jī)械效率為η2，配重E對(duì)地面的壓力為N2。已知：GA=950N，η2=95%，N1:N2=6:1，繩和杠桿的質(zhì)量、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)物體A的阻力均可忽略不計(jì)，g取10N/kg。求：

(1)物體在水面下受到的浮力；
(2)F1:F2的值
(3) η1的大小。

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科目：初中物理 來源：2013年北京市豐臺(tái)區(qū)中考物理一模試卷（解析版） 題型：解答題

如圖是某科研小組設(shè)計(jì)的在岸邊打撈水中物品的裝置示意圖．該裝置由懸掛機(jī)構(gòu)和提升裝置兩部分組成．懸掛機(jī)構(gòu)由固定桿OD和杠桿BC構(gòu)成，O為杠桿BC的支點(diǎn)，CO：OB=4：1．配重E通過繩子豎直拉著杠桿B端，其質(zhì)量mE=500kg．安裝在杠桿C端的提升裝置由支架、電動(dòng)機(jī)Q、定滑輪K及動(dòng)滑輪M構(gòu)成．其中支架和電動(dòng)機(jī)Q的總質(zhì)量mQ=12kg，定滑輪K和動(dòng)滑輪M的質(zhì)量均為m．可利用遙控電動(dòng)機(jī)拉動(dòng)繩子，通過滑輪組提升浸沒在水中的物品．在一次打撈一批實(shí)心金屬材料過程中，金屬材料浸沒在水中勻速豎直上升，此時(shí)電動(dòng)機(jī)Q牽引繩子的功率為P1，繩子H端的拉力為F1，金屬材料上升速度大小為v1，地面對(duì)配重E的支持力為N1，滑輪組的機(jī)械效率為η1；在金屬材料全部露出水面后勻速豎直上升的過程中，繩子H端的拉力為F2，地面對(duì)配重E的支持力為N2，滑輪組的機(jī)械效率為η2．已知F1=200N，v1=0.2m/s，η2=95%，N1：N2=6：1，繩和杠桿的質(zhì)量、捆綁金屬材料的鋼絲繩的質(zhì)量和體積、滑輪與軸及杠桿支點(diǎn)處的摩擦、水對(duì)金屬材料的阻力均可忽略不計(jì)，g取10N/kg．
求：
（1）金屬材料浸沒在水中勻速上升時(shí)電動(dòng)機(jī)牽引繩的功率P1；
（2）動(dòng)滑輪M的質(zhì)量m；
（3）被打撈金屬材料的密度ρ金．

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