Question

圖的裝置主要由長木板甲、物塊乙和丙、定滑輪S和動滑輪P、水箱K、配重C和D及杠桿AB組成。C、D分別與支架固連在AB兩端，支架與AB垂直，AB可繞支點O在豎直平面內轉動。C通過細繩與P相連，繞在P上的繩子的一端通過固定在墻上的S連接到乙上，乙的另一端用繩子通過固定在桌面上的定滑輪與丙連接，乙置于甲上，甲放在光滑的水平桌面上。已知C重100N，D重10 N，丙重20N，OA:OB＝1:2，在物體運動的過程中，杠桿始終保持水平位置平衡。若在D上施加豎直向下F₀=20N的壓力，同時在甲的左端施加水平向左的拉力F，甲恰好向左勻速直線運動，乙相對桌面恰好靜止；若撤去拉力F改為在甲的右端施加水平向右的拉力F＇時，甲恰好在桌面上向右勻速直線運動，要繼續保持乙相對桌面靜止，則此時在D上施加豎直向下的壓力為F₁；若移動K，將丙浸沒水中，在拉力F＇作用下，甲仍向右勻速直線運動且乙相對桌面靜止，則此時在D上施加豎直向下的壓力為F₂。已知ρ_丙=2×10³kg/m³，F₁:F₂=4:5。杠桿、支架和不可伸縮細繩的質量、滑輪與軸的摩擦、杠桿與軸的摩擦均忽略不計。g取10N/kg。

求：（1）丙浸沒水中后受到的浮力F_浮；

（2）拉力F。

 

Answer 1

【答案】

（1）10N（2）10N

【解析】

試題分析：圖正確                              （1分）

（1）丙浸沒水中：F_浮＝ρ_水gV_丙＝ρ_水g="10N"     （1分）

（2）對第一個狀態受力分析：

   （1分）

將G_c=100N、G_D=10N、OA:OB＝1:2代入  解得G_p=2f （1分）

對第二個狀態受力分析：

  （1分）

對第三個狀態受力分析：

   （1分）

 

直接寫成上式等同于二、三狀態的方程組，直接得2分

將G_p=2f代入  解得F= f =" 10N"  （1分）

考點：浮力大小的計算；密度公式的應用；重力的計算；杠桿的平衡條件；阿基米德原理．

點評：力學綜合題難度大，考查了對重力、密度、浮力、杠桿的平衡等公式的掌握和運用，作出受力分析圖是關鍵．