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例题1效率 杠杆 压强 浮力 综合大题 (16东营) 我市经济建设中用到大量机械设备，某种起重机结构如图所示，起重机的吊臂OAB可以看作杠杆，吊臂前段用钢绳连着滑轮，立柱CA竖直，OB：OA=6：1．用该起重机将浸没在水中的长方体石墩提起，放在水平地面上，石墩质量为1.5×104kg、底面积为3m2、高为2m（g取10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3） （1）浸没在水中的石墩（石墩的底部末浸入淤泥中），受到浮力是多少？ （2）石墩放在水平地面上时，起重机末对石墩施力，则石墩对底面的压强是多少？ （3）石墩完全离开水面被提升的过程中，测得每根钢绳的拉力为1.0×105N，此时动滑轮的机械效率是多少？ （4）当石墩被提起且仍浸没在水中时，若忽略动滑轮、钢绳和吊臂的重力及各种摩擦，起重机立柱CA对吊臂A点竖直向上的作用力是多少？ 练习1.1 （16年无锡） 如图所示是一种起重机的示意图．起重机重2.4×104N（包括悬臂），重心为P1，为使起重机起吊重物时不致倾倒．在其右侧配有重M（重心为P2）．现测得AB为10m，BO为1m，BC为4m，CD为1.5m．（g取10N/kg） （1）若该起重机将重物吊升6m．用时5Os，则重物上升的平均速度是多少？ （2）现在水平地面上有重为2.44×104N的货箱，它与地面的接触面积是3m2． ①若起重机不加配重，在起吊货箱时，最大可使货箱对地面的压强减少多少？ ②若要吊起此货箱，起重机至少需加多少牛的配重？ （3）有人认为起重机的配重越重越好，这样就能吊起更重的重物，这起重机能配8t的配重吗？请说明理由． 练习1.2（16攀枝花）配重M单独置于水平地面上静止时，对地面压强为3×105帕，将配重M用绳系杠杆的B端，在杠杆的A端悬挂一滑轮，定滑轮重150N，动滑轮重90N，杠杆AB的支点为0，OA:OB=5：3，由这些器材组装成一个重物提升装置，如图所示，当工人利用滑轮组提升重力为210N的物体以0.4m/s的速度匀速上升时，杠杆在水平位置平衡，此时配重M对地面压强为1×105帕。（杠杆与绳的重量、滑轮组的摩擦均不计，g=10N/kg） （1）求滑轮组的机械效率？ （2）配重M质量是多少千克？ （3）为使配重M不离开地面，人对绳的最大拉力是多少牛顿？ 例题2变效率+浮力经典 (2016孝感) 用滑轮组与电动机结合使用可节省人力，提高工作效率。如图所示，是一业余打捞队打捞某密封箱子的示意图，已知电动机工作时拉绳子的功率为1100W保持不变，箱子质量300kg、体积0.1m3，每个滑轮重200N，水深6m，水面离地面4m，将箱子从水底提到地面时，用时间24s（不计绳重、摩擦和水的阻力，取g=10N/kg）。 （1）箱子在水底时下表面受到水的压强。 （2）电动机把箱子提升到地面做的总功。 （3）整个打捞过程中，滑轮组机械效率的最大值。 （4）整个打捞过程中，箱子上升的最大速度。 练习2.1 （16青岛）24．小雨通过如图甲所示滑轮组将水中物体匀速提升至空中，他所用拉力F与绳子自由端移动的距离s的关系图象如图乙所示．其中物体在空中匀速上升过程中滑轮组的机械效率为85%．每个滑轮等重，不计绳重、摩擦和水的阻力．求： （1）物体在空中上升1m，小雨做的功是多少？ （2）每个滑轮的重力是多少？ （3）物体的密度是多少？ 练习2.2（16达州）26．某工人使用如图甲所示的滑轮组匀速提升浸没在水中的实心物体A，拉力的功率随时间的变化如图乙所示，已知动滑轮的重力为60N，物体匀速上升的速度始终为1m/s．（不计绳重，摩擦及阻力，ρ水=1×103kg/m3，g=10N/kg）
求：（1）物体浸没在水中时受到的浮力． （2）物体的密度． （3）物体浸没在水中时滑轮组的机械效率． |
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