問題詳情:
小段用如圖所示裝置,使用一根槓桿AB和滑輪的組合將一合金塊從水中提起,滑環C可在光滑的滑桿上自由滑動。已知合金密度ρ=1.1×104kg/m3:所用拉力F為500N,且始終豎直向下;O為支點,且AO=4OB:動滑輪的機械效率為75%。若槓桿質量、槓桿與支點間摩擦不計,整個過程中合金塊始終未露出水面。求:
(1)當拉力F向下移動距離為l.2m時,拉力F對槓桿所做的功?此時繩子對槓桿B點的拉力?
(2)合金塊的體積?
【回答】
(1)600J;2000N;(2)0.03m3
【解析】
(l)由題意知,拉力豎直向下為F=500N,其向下做的功為
W=Fs=500N×1.2m=600J;
在AB槓桿向下移動過程中,動力臂與阻力臂之比,
由槓桿的平衡條件F1l1=F2l2得繩子對槓桿B點的拉力
FB==2000N;
(2)設合金塊的體積為V金,合金塊所受繩的拉力為F3,已知動滑輪的機械效率為75%,
η=,
化簡為
75%=,
代入數據得
F3=3000N,
合金塊在上升過程中,始終沒有出液麪,故對其受力分析得F3+F浮=G物,
代入數據得到
3000N+ρ水gV金=ρ金gV金
V金=0.03m3。
答:(1).拉力F對槓桿所做的功600J;此時繩子對槓桿B點的拉力為2000N;
(2).合金塊的體積為0.03m3。
知識點:功
題型:計算題