Question

图的装置主要由长木板甲、物块乙和丙、定滑轮S和动滑轮P、水箱K、配重C和D及杠杆AB组成。C、D分别与支架固连在AB两端，支架与AB垂直，AB可绕支点O在竖直平面内转动。C通过细绳与P相连，绕在P上的绳子的一端通过固定在墙上的S连接到乙上，乙的另一端用绳子通过固定在桌面上的定滑轮与丙连接，乙置于甲上，甲放在光滑的水平桌面上。已知C重100N，D重10 N，丙重20N，OA:OB＝1:2，在物体运动的过程中，杠杆始终保持水平位置平衡。若在D上施加竖直向下F₀=20N的压力，同时在甲的左端施加水平向左的拉力F，甲恰好向左匀速直线运动，乙相对桌面恰好静止；若撤去拉力F改为在甲的右端施加水平向右的拉力F＇时，甲恰好在桌面上向右匀速直线运动，要继续保持乙相对桌面静止，则此时在D上施加竖直向下的压力为F₁；若移动K，将丙浸没水中，在拉力F＇作用下，甲仍向右匀速直线运动且乙相对桌面静止，则此时在D上施加竖直向下的压力为F₂。已知ρ_丙=2×10³kg/m³，F₁:F₂=4:5。杠杆、支架和不可伸缩细绳的质量、滑轮与轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计。g取10N/kg。

求：（1）丙浸没水中后受到的浮力F_浮；
（2）拉力F。

Answer 1

（1）10N（2）10N

试题分析：图正确                              （1分）
（1）丙浸没水中：F_浮＝ρ_水gV_丙＝ρ_水g="10N"     （1分）
（2）对第一个状态受力分析：

   （1分）
将G_c=100N、G_D=10N、OA:OB＝1:2代入  解得G_p=2f （1分）
对第二个状态受力分析：

  （1分）
对第三个状态受力分析：

   （1分）

 
直接写成上式等同于二、三状态的方程组，直接得2分
将G_p=2f代入  解得F= f =" 10N"  （1分）
点评：力学综合题难度大，考查了对重力、密度、浮力、杠杆的平衡等公式的掌握和运用，作出受力分析图是关键．