Question

如图所示 支撑杠杆水平平衡的支架AOB随物体M在液体中能上下运动自动升降，物体M的密度为2.7×10³kg/m³，轻质杠杆L_OA∶L_OB＝2∶5。某同学质量为60kg，利用这个装置进行多次实验操作，并将实验数据记录于表格中（表格中F_浮为物体所受的浮力、h为物块浸入液体的深度，P为液体对容器底部的压强），在各次操作过程中可认为杠杆始终保持水平。其中一次实验用力F₁拉动绳自由端匀速竖直向下运动，该同学对地面的压强为独立站在地面时对地压强的一半，滑轮组的机械效率η＝90％。已知，物体M浸没在液体中时，液体深度1.8m（绳的重力、滑轮与轴的摩擦及液体对物体的阻力不计。g＝10N/kg）。

F浮/ N	100	200	300	400	500	600	600	600
h/m	0.1	0.2	0.3	0.4	0.5	0.6	0.7	0.8
P/ pa	16725	16975	17225	17425	17725	18000	18000	18000

 

求：

（1）拉力F₁的大小；

（2）液体的密度；

（3）物体M完全露出液体表面时，滑轮组的机械效率（百分号前面保留整数）；

 

Answer 1

【答案】

（1）拉力F₁的大小为300N；

（2）液体的密度为1×10³kg/m³；

（3）物体M完全露出液体表面时，滑轮组的机械效率为92%．

【解析】

试题分析：（1）G_人=m_人g=60kg10N/kg=600N

（2）由表中最后三列数据可知，物体完全浸没时，液体对容器底训的压强为P=18000Pa，

由 

得 =

（3）

 

考点：杠杆的平衡条件；压强；液体的压强；阿基米德原理；滑轮（组）的机械效率

点评：此题的综合性较强，有滑轮组、杠杆的平衡条件、浮力公式的应用、机械效率的计算、液体内部压强的计算．分析题意，明确这一装置的工作原理与过程，搞清各力之间的关系，才是真正的关键．