小段用如图所示装置,使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起,滑环C可在光滑的滑杆上自由滑动。已知合金...
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问题详情:
小段用如图所示装置,使用一根杠杆AB和滑轮的组合将一合金块从水中提起,滑环C可在光滑的滑杆上自由滑动。已知合金密度ρ=1.1×104kg/m3:所用拉力F为500N,且始终竖直向下;O为支点,且AO=4OB:动滑轮的机械效率为75%。若杠杆质量、杠杆与支点间摩擦不计,整个过程中合金块始终未露出水面。求:
(1)当拉力F向下移动距离为l.2m时,拉力F对杠杆所做的功?此时绳子对杠杆B点的拉力?
(2)合金块的体积?
【回答】
(1)600J;2000N;(2)0.03m3
【解析】
(l)由题意知,拉力竖直向下为F=500N,其向下做的功为
W=Fs=500N×1.2m=600J;
在AB杠杆向下移动过程中,动力臂与阻力臂之比,
由杠杆的平衡条件F1l1=F2l2得绳子对杠杆B点的拉力
FB==2000N;
(2)设合金块的体积为V金,合金块所受绳的拉力为F3,已知动滑轮的机械效率为75%,
η=,
化简为
75%=,
代入数据得
F3=3000N,
合金块在上升过程中,始终没有出液面,故对其受力分析得F3+F浮=G物,
代入数据得到
3000N+ρ水gV金=ρ金gV金
V金=0.03m3。
答:(1).拉力F对杠杆所做的功600J;此时绳子对杠杆B点的拉力为2000N;
(2).合金块的体积为0.03m3。
知识点:功
题型:计算题
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