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(2012•平谷区一模)如图甲,轻质杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重N通过细绳竖直拉着杠杆B端,使用过程中杠杆始终在水平位置平衡.已知AO:OB=2:5.当圆柱形物体
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问题描述:

(2012•平谷区一模)如图甲,轻质杠杆AB能绕固定点O在竖直平面内转动,水平地面上的配重N通过细绳竖直拉着杠杆B端,使用过程中杠杆始终在水平位置平衡.已知AO:OB=2:5.当圆柱形物体M浸没在水面以下匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力为F1,配重N对地面的压强为P1,滑轮组的机械效率为η1;当物体M的上表面露出水面20cm时,作用在绳子自由端的拉力为F2,配重N地面的压强为P2,滑轮组的机械效率为η2;当物体M全部露出水面后匀速上升时,作用在绳子自由端的拉力为F3,配重N对地面的压强为P3,滑轮组的机械效率为η3;已知滑轮组中大小两种滑轮的质量之比为9:2,配重N的质量为64.8kg,物体M的底面积为600cm2,物体M的质量与体积的关系的图象如图乙所示,若F1:F2=5:6,P1:P3=6:5,(不计水的阻力、绳重和摩擦,g取10N/kg).

求:

(1)当滑轮组的机械效率为88%时,物体M受到的浮力;

(2)出水后如果物体M以0.1m/s的速度匀速上升,小明作用在绳子自由端拉力F3的功率.

陆玉珍回答:
  (1)①当物体M浸没在水面以下匀速上升时,对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N平衡状态下的受力分析如图甲所示.   当物体M的上表面露出水面20cm时,对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N平衡状态下的受力分析如图乙所示.   当物体M全部露出水面以后匀速上升时,对大动滑轮和物体M、杠杆及配重N平衡状态下的受力分析如图丙所示.   ②GN=mNg=64.8kg×10N/kg=648N   ρM=2.7×103kg/m3,G动小=29
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