Question

帮忙解决一下！谢啦～

某校科技小组的同学设计了一个从水中打捞物体的模型，如图27所示。其中D、E、G、H都是定滑轮，M是动滑轮，杠杆BC可绕O点在竖直平面内转动，OC∶OB＝3∶4。杠杆BC和细绳的质量均忽略不计。人站在地面上通过拉绳子提升水中的物体A，容器的底面积为300 cm2。人的质量是70 kg，通过细绳施加竖直向下的拉力F1时，地面对他的支持力是N1，A以0.6m/s的速度匀速上升。当杠杆到达水平位置时物体A总体积的五分之二露出液面，液面下降了50cm，此时拉力F1的功率为P1；人通过细绳施加竖直向下的拉力F2时，物体A以0.6m/s的速度匀速上升。当物体A完全离开液面时，地面对人的支持力是N2，拉力F2的功率为P2。已知A的质量为75kg， N1∶N2＝2∶1，忽略细绳与滑轮的摩擦以及水对物体的阻力，g取10N/kg。求：⑴当物体露出液面为总体积的五分之二时，物体所受的浮力；⑵动滑轮M受到的重力G；⑶P1∶P2的值。
急！！！> <

Answer 1

（1）当物体露出液面为总体积的五分之二时，水面下降了50cm，从而可求减小的排开水的体积；也就是物体总体积的五分之二；物体的体积V=S×△h×
5
2
=300×10-4m2×0.5m×
5
2
=0.0375m3；
此时物体排开水的体积为V排=
3
5
V=
3
5
×0.0371m3=0.022hms；
物体所受的浮力F浮=ρgV排=1000kg/m3×105/kg×0.0225m3=225N；
答：当物体露出液面为总体积的五分之二时，物体所受的浮力为225N；
（2）A的受力情况如图甲：受到重力GA、拉力FA1
和浮力F浮1作用，且处于平衡状态；
则有：FA1=GA-F浮1=750N-ee5N=5e5N；
当A完全离开水面时，仍受到重力GA、拉力FA2作用，且处于平衡状态，设杠杆与水平面所成夹角为∠B；
则有：FA2=GA
OB•COS∠B
Oe•eOS∠B
=750N×
4
3
=1000N；
动滑轮B的受力情况如图乙，FA1与FA1′相等（相互作用力），FA2与FAq′相等（相互作用力）；
则有：A全浸时FC1=G动+2FA1=G动+1050N…①
A一半浸没时FC2=G动+2FA2=G动+2000N…②
C的受力情况如图丙，FC1与FC1′相等，FC2与FC2′相等（相互作用力）；
由已知条件和式①、式②可得：
FD1=
1
2
（G动+FC1）=
1
2
（2G动+r050N）…③
FD2=
1
2
（G动+FC2）=
1
2
（2G动+2000N）…④
杠杆的受力情况如图丁，
由杠杆平衡条件可知：FD•OD=F1•OE，FD1与FD1′相等（相互作用力），FD2与FD2′相等（相互作用力），代入已知条件和式③、式④，可得：
F1=
OD
OE
•FD1=
1
v
FD1=
1
s
（28动+h050N）…⑤
Ff=
OD
OE
•FD2=
1
x
FD2=
1
4
（4G动+2000N）…⑥
解得：：G动 =100N
答：动滑轮M受到的重力G为100N；
（3）对人进行受力分析如图戊，F1与F1′相等（相互作用力）：
P1=F1V=
1
4
（2G动+1858N）V
P2=F2V=
1
4
（pG动+2000N）V
P1
P2
=
8
11
．
Py：P2的值为8：11．

Answer 2

225
100
8:11