如图甲是海洋中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图.DB是以O点为转轴的水平杠杆,OD的长度为1.6m.水平甲板上的
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解题思路:(1)因为DOC是一个杠杆,已知DO的长度,所以要求解OC的长度时,可以结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2进行求解,因此需要求出D点和C点的动力和阻力;

对配重E的受力分析可以求解动力FD1=F'D1

对以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析可以求解阻力FC1=F'C1,具体如下:

首先对物体A进行受力分析,物体A受到竖直向下的重力和竖直向上的水的浮力及绳子的拉力,在三个力的作用下处于平衡状态,即合外力为零,可以求出绳子拉力的大小;

然后结合滑轮组的机械效率公式η=

W

W

进行推理求解计算出动滑轮的重力;

结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求解出OC的长度;

(2)由表格可知做功W和做功时间t,

结合功率公式

P=

W

t

可以求出功率的大小;

再结合机械功率P=Fv求解拉力的大小.

(1)物体A在水中匀速上升h1的过程中,

F1=mAg-F

FVg=200N

F1=300N

此时,滑轮组的机械效率η1=

W有

W 总=

F1h1

1

3(F1+G动)×3h1

物体A离开水面后匀速上升h2的过程中,滑轮组机械效率η2=

W有′

W 总′=

mAgh2

1

3(mAg+G动)×3h2

根据η1:η2=9:10,解得:G=100N.

物体A在水中匀速上升过程中,以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析图如图a所示,配重E的受力分析图如图b所示,杠杆上C点、D点受力分析图如图c所示.

FC1=G-F

G=mg+G+mAg,N1=mEg-FD1

F'D1•OD=F'C1•OC

FC1=F'C1,FD1=F'D1

物体A离开水面后匀速上升的过程中,以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象,受力分析图如图d所示,配重E的受力分析图如图e所示,杠杆C点、D点受力分析图如图f所示.

FC2=G,N2=mEg-FD2

F'D2•OD=F'C2•OC

FC2=F'C2,FD2=F'D2

N1:N2=3:2

解得:OC=1.8•OD=2.88m;

答:OC的长度为2.88m;

(2)行走装置以v=0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中,由图象可得拉力T的功率

P=[W/t]=[50J/10s]=5W

P=T×2v,解得:T=50N

F=2T=100N;

答:拉力F为100N.

点评:

本题考点: 力的合成与应用;杠杆的平衡条件;阿基米德原理;滑轮(组)的机械效率;功率的计算.

考点点评: 此类问题是一道复杂的综合题目,要会正确的对物体进行受力分析,结合平衡状态求解出各力的大小,进而利用杠杆的平衡条件和机械效率计算公式进行分析求解.

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