某提升装置中,杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆B端.已知AO:OB=2:5,

某提升装置中,杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重乙通过细绳竖直拉着杠杆B端.已知AO:OB=2:5,配重乙与地面的接触面积为S且S=200cm2.当在动滑轮下面挂上重1000N的物体甲静止时(甲未浸入水中),竖直向下拉绳子自由端的力为T1,杠杆在水平位置平衡,此时配重乙对地面的压强为P1且P1=3.5×104Pa;如果在动滑轮下挂一个质量为动滑轮质量5倍的物体丙,并把物体丙浸没在水中静止时,如图甲所示,竖直向上拉绳子自由端的力为T2,杠杆在水平位置平衡.此时配重乙对地面的压强为P2且P2=5.6×104Pa.已知物体丙的质量与体积的关系的图象如图乙所示,如果不计杠杆重、绳重和滑轮轴间摩擦,图中两个滑轮所受重力相同取g=10N/kg.配重乙的体积为5×10-2m3,求配重乙的密度.
田鱼 1年前 已收到1个回答 举报

寂寥烟花 花朵

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解题思路:当物体甲在空气中静止时,分别以物体甲、动滑轮、A端定滑轮、杠杆、配重乙为研究对象进行受力分析,根据力的平衡和杠杆的平衡条件列出等式,解等式得出G、G0之间的关系;当把物体丙浸没在水中静止时,先根据图象得出丙的密度,再对以上物体受力分析列出等式,解等式在得出G、G0之间的关系和乙物体的体积,联立两个方程解出G的大小,最后根据G=mg和ρ=
m/V]求出配重乙的密度.


当物体甲在空气中静止时,分别以甲和动滑轮为研究对象,
受力情况如图1所示f1=G=1000N,2T1=G0+f1
T1=
G甲+G0
2=
1000N+G0
2,
以A端定滑轮为研究对象受力情况如图2所示,
FA=[5/2]G0+1500N,
以杠杆为研究对象受力情况如图3所示,
FA×AO=F1×OB,
F1=G0+600N,
选择配重乙为研究对象,受力情况如图3所示,
N1=P1S=3.5×104Pa×0.02m2=700N,
F1=G-N1=G-700N,
G=G0+1300N----------①
当把物体丙浸没在水中静止时,各物体受力情况如下图所示.

根据图象可知,物体丙的密度为2.5×103kg/m3
FgV=1.0×103kg/m3×g×
5G0
g×2.5×103kg/m3=2G0
T2=
G丙+G0−F浮
2=
6G0−2G0
2=2G0
FA2=7G0
F2=[14/5]G0
N2=PS=5.6×104Pa×0.02m2=1120N,
F2=G-N2=G-1120N,
G=[14/5]G0+1120N---------②
由①②解得:G0=100N,G=1400N,
所以m=
G乙
g=[1400N/10N/kg]=140kg,
ρ=
m乙
V乙=[140kg
5×10−2m3=2.8×103kg/m3
答:配重乙的密度为2.8×103kg/m3

点评:
本题考点: 密度的计算;滑轮组绳子拉力的计算;杠杆的平衡条件.

考点点评: 本题为力学综合题,要求灵活利用所学知识、选用所学公式,利用好滑轮组的特点、杠杆平衡条件,能从图象得出相关信息是本题的关键,难题!

1年前

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