Question

如图甲所示，正方体A边长0.2m，作为配重使用，杠杆OE：OF=2：3，某同学用这个装置和一个密闭容器D提取水中的圆柱体B， 圆柱体B的体积是密闭容器D的；旁边浮体C的体积是0.1m³，该同学站在浮体C上，总体积的浸入水中；该同学用力拉动滑轮组绕绳自由端，手拉绳的功率P和密闭容器D匀速被提升的距离关系如图24乙所示；密闭容器D上升速度0.05m/s保持不变，密闭容器D被提出水后，圆柱体B从密闭容器D中取出放在浮体C的上面，同时手松开绳子时，浮体C露出水面的体积减少总体积的；在提升全过程中，配重A始终没有离开地面。两个定滑轮总重10 N.（绳的重力，滑轮与轴的摩擦及水的阻力不计。g＝10N/kg），求：（7分）

（1）圆柱体B的重力；
（2）密闭容器D离开水面时，滑轮组提升重物B的机械效率；（百分号前面保留整数）；
（3）圆柱体B的密度；
（4）在提升全过程中配重A对地面的压强的最大变化量。

Answer 1

（1）200N（2）83%（3）（4）

解析试题分析：（1）由图象可知D完全露出水面时F₁的功率P₁=12W，P₁=F₁υ
解之 ………（1分）
B放在C上，且放开手后， 

………（1分）
（2）………（1分）
（3）
G_D+=3F₁-G_B=3×80N-200N=40N
D未出水面时的功率为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）定滑轮对杠杆右端的最大拉力
定滑轮对杠杆右端的最小拉力
………（1分）
由杠杆平衡条件，有
      
………（1分）
考点：滑轮（组）的机械效率；杠杆的平衡条件；压强的大小及其计算；阿基米德原理．
点评：本题为力学综合题，分析时要求灵活选用公式，仔细分析题图明白题意、从图象得出相关信息是本题的关键．