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1. 甲、乙、丙三人用图中所示装置打捞水中重物。端点为A、B的木棒中点为C,端点为D、H的木棒中点为E;两根木棒质地均匀,均为圆柱体,重力均为150N;重物的体积为
、重力为1200N;A、B、H是三人对木棒施力的作用点,C与D之间、E与重物之间均通过轻绳相连,打捞过程中两根轻绳始终紧绷,三人用竖直向上的力使两根木棒始终以相同的速度同步匀速提升重物,最终将重物打捞出水。(不计轻绳的质量及水的阻力,g=10N/kg,
)
(1)
重物浸没在水中时受到的浮力大小为多少?
(2)
重物浸没在水中时,打捞过程中轻绳对D点的拉力大小为多少?
(3)
若重物浸没在水中时,被提升的高度为1m,请计算整个装置在此过程中的机械效率。
【考点】
阿基米德原理; 杠杆的平衡条件; 杠杆的机械效率;
【答案】
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1. 学习来自地球的力后,我们知道质量分布均匀、形状规则的物体的重心,在它的几何中心上,将一根粗细均匀的铁丝悬挂起来,在A点悬挂一重为G。的物块,调节悬挂点直到铁丝恰好水平,测得OB=2OA,如图甲所示。
(1)
试求铁丝的质量为多大?
(2)
将这根铁丝从o点弯成直角,当直角铁丝静止时,测得短边OA和竖直方向的夹角为0(如图乙),阿牛将直角铁丝从○点分成两段,在各自重心处画出了重力的示意图(如图丙)请你画出它们的力臂;
(3)
试求
的值。
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2. 如图所示,一个质量为M、半径为R的均质木球用一根长为L的轻质细杆固定在墙上,细杆的左端用铰链与墙壁相连,木球下面垫一质量为m的木板后,细杆恰好水平。假设木球与木板间的摩擦因数为μ,地面光滑,最大静摩擦力与滑动摩擦力近似相等,则要将木板从球下面向右水平抽出至少需要多大的水平拉力?
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3. 如图所示,三根长度均为L的轻绳分别连接于C、D两点,A、B两端悬挂在水平天花板上且相距2L。现在C点悬挂一个质量为m的重物,为使CD绳保持水平,在D点应施加的最小作用力为多少?
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