如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图.该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成.物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B通过细绳与滑
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如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图.该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成.物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B通过细绳与滑
题型:不详
难度:
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如图是利用电子秤显示水库水位装置的示意图.该装置主要由不计重力的滑轮C、D,长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成.物块A通过细绳与滑轮C相连,物块B通过细绳与滑轮杠杆相连.杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动,杠杆始终在水平位置平衡,且MO:ON=1:2.已知物块A的密度为1.5×10
3
kg/m
3
,底面积为0.04m
2
,高1m,物块B的重力为100N.滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,g取10N/kg.求:
(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强大小;
(2)当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的拉力大小;
(3)若水位发生变化,当电子秤的示数为55N时,求物块A浸入水中的深度.
答案
(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部所处的深度:
h=1m,
底部受到水的压强:
p=ρgh=1×10
3
kg/m
3
×10N/kg×1m=1×10
4
Pa.
(2)物块A的体积:
V
A
=0.04m
2
×1m=0.04m
3
,
物体A重:
G
A
=ρ
A
V
A
g=1.5×10
3
kg/m
3
×0.04m
3
×10N/kg=600N,
∵物块A没入水中,
∴排开水的体积:
V
排
=V
A
=0.04m
3
,
物块A所受的浮力:
F
浮
=ρ
水
V
排
g=1×10
3
kg/m
3
×0.04m
3
×10N/kg=400N;
物块A所受的拉力:
F
拉
=G
A
-F
浮
=600N-400N=200N;
(3)①电子秤的示数F
示
=G
B
-F
N
,则杠杆N端受到的拉力:
F
N
=G
B
-F
示
=100N-55N=45N,
∵杠杆平衡,MO:ON=1:2
∴F
M
L
OM
=F
N
L
ON
,
∴杠杆M端受到的拉力:
F
M
=90N;
②滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计,
滑轮D受到向下的拉力:
F
D
=2F
M
=2×90N=180N,
滑轮C受到向下的拉力:
F
C
=2F
D
=2×180N=360N,
∴滑轮组对A的拉力:
F
拉A
=F
C
=360N;
③∵F
拉A
+F
浮
=G
A
,
∴F
浮
=G
A
-F
拉A
=ρ
A
V
A
g-F
拉A
=1.5×10
3
kg/m
3
×0.04m
3
×10N/kg-360N=600N-360N=240N,
∵F
浮
=ρ
水
V
排
g,
∴V
排
=
F
浮
ρ
水
g
=
240N
1×
10
3
kg/
m
3
×10N/kg
=0.024m
3
,
∵V
排
=Sh
浸
,
∴物块A浸入水中的深度:
h
浸
=
V
排
S
=
0.024
m
3
0.04
m
2
=0.6m.
答:(1)当物块A的顶部刚没入水面时,底部受到水的压强为1×10
4
Pa;
(2)当物块A的顶部刚没入水面时,物块A所受的拉力为200N;
(3)物块A浸入水中的深度为0.6m.
举一反三
请在图中画出使轻质杠杆OA在图示位置保待平衡的最小力F的示意图.
题型:不详
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|
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如图所示为一曲臂杠杆,现用其提起一重物,O为支点,请画出在A点所用的最小的力及力臂.
题型:不详
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|
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如图所示,在B点悬挂重物G,在C点用弹簧测力计勾住,使杠杆AB在水平方向平衡.若弹簧测力计的示数为3G,则AB:BC=______.
题型:不详
难度:
|
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如图所示,轻质杠杆AOB,左边挂重物G
1
,右边挂重物G
2
,支点是O,且AO<BO,此时杠杆平衡在水平位置.若在G
1
和G
2
下分别再加挂重为G的重物,此时杠杆 ( )
A.仍然平衡在水平位置
B.不再平衡,A端下降
C.不再平衡,B端下降
D.由于G
1
和G
2
的大小未知,无法判断其是否平衡
题型:不详
难度:
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