Question

【題目】某提升裝置中，杠桿能繞固定點(diǎn)在豎起平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，水平地面上的配重乙通過經(jīng)細(xì)繩豎直拉著杠桿端．已知，配重乙與地面的接觸面積為且．當(dāng)在動(dòng)滑輪下面掛上重的物體甲靜止時(shí)（甲未浸入水中），豎直向下拉繩子自由端的力為，杠桿在水平位置平衡，此時(shí)配重乙對(duì)地面的壓強(qiáng)為且；如果在動(dòng)滑輪下掛一個(gè)質(zhì)量為動(dòng)滑輪質(zhì)量倍的物體丙，并把物體丙浸沒在水中靜止時(shí)，如圖甲所示，豎直向上拉繩子自由端的力為，杠桿在水平位置平衡．此時(shí)配重乙對(duì)地面的壓強(qiáng)為且．已知物體丙的質(zhì)量與體積的關(guān)系的圖像如圖乙所示，如果不計(jì)杠桿重、繩重和滑輪軸間摩擦，圖中兩個(gè)滑輪所受重力相同取．配重乙的體積為，求配重乙的密度．

Answer 1

【答案】

【解析】

試題當(dāng)物體甲在空氣中靜止時(shí)，分別以物體甲、動(dòng)滑輪、A端定滑輪、杠桿、配重乙為研究對(duì)象進(jìn)行受力分析，根據(jù)力的平衡和杠桿的平衡條件列出等式，解等式得出G乙、G0之間的關(guān)系；當(dāng)把物體丙浸沒在水中靜止時(shí)，先根據(jù)圖象得出丙的密度，再對(duì)以上物體受力分析列出等式，解等式在得出G乙、G0之間的關(guān)系和乙物體的體積，聯(lián)立兩個(gè)方程解出G乙的大小，最后根據(jù)G=mg和求出配重乙的密度．

當(dāng)物體甲在空氣中靜止時(shí)，分別以甲和動(dòng)滑輪為研究對(duì)象，受力情況如圖1所示

=1000N

=

以A端定滑輪為研究對(duì)象受力情況如圖2所示

以杠桿為研究對(duì)象受力情況如圖（3）所示

=

選擇配重乙為研究對(duì)象，受力情況如圖3所示，

①

當(dāng)把物體丙浸沒在水中靜止時(shí)，各物體受力情況如下圖所示。

根據(jù)圖像可知，物體丙的密度為

=

。

②

由①②解得：G0=100N

G乙=1400N m乙=140kg