物理计算题.第一题：一金属块体积为10dm^3,上表面离水面5m,某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起,金属块10s时间内上升到上表面与水面相平,已知某人作用在绳端的拉力F是225N,动滑轮总重为200

Question

物理计算题.
第一题：
一金属块体积为10dm^3,上表面离水面5m,某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起,
金属块10s时间内上升到上表面与水面相平,已知某人作用在绳端的拉力F是225N,
动滑轮总重为200N,不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中受到的阻力.
(g取10N/kg)求(1)金属块的密度 (2)拉力F的有用功率
(3)将金属块拉出水面后,又匀速提升3m,金属块出水前后滑轮组的机械效率之比.
第二题：
物块M静置与水平地面时,对地压强为4.8*10^5pa,O为杠杆AB的支点,
已知OA:OB=5:3,现将物块M挂于杠杆B端,若在A端悬挂m=1kg的物体时,
杠杆在水平位置平衡,此时物块M对地压强为3.2*10^5pa,要使物块M离开地面,
那么杠杆A端所挂物体的质量至少为多少kg?(杠杆、绳子质量均不计)
不能设X。只能用里面的物理量

Answer 1

第一题：
(1)对物块和动滑轮整体进行受力分析可知：整体受到竖直向上的拉力和浮力,受到竖直向下的重力,又知物块匀速上升,故物块和滑轮整体匀速上升,所以物块的滑轮整体受力平衡,则有：F（拉）×2+F（浮）=G（因为为动滑轮提升,所以F（拉）要乘2才为整体实际受到的提升力）
对此方程进行整理变型：225×2+1000（水的密度）×10（g）×0.01（物块的体积）=200（滑轮的重力）+（0.01×P×10）（物块的重力）解得：金属块密度P=3500kg/立方米
（2）物块在10S内上升了5m,故物块上升的速度为10÷5=2m/s,因为是用动滑轮提升物块,故绳端提升的速度为5×2=10m/s,所以有p=F×V可得：实际功率P=225×10=2250W
（3）因为不计摩擦,故为理想滑轮组,所以两次的机戒效率都为100％,所以金属块出水前后两组滑轮的机戒效率之比为1：1
第二题：
当在A端悬挂1 kg的物体时,要使杠杆平衡,必须在B端悬挂一个1×3÷5=3/5N的物体B（B为我们假象的一个物体）,也就是B此时受到了杠杆B端（3/5）×10=6N的提升力.说但题目告诉的却是两次M对地面的压强,且第二次对地面的压强减小了,也就是说当挂上了A之后M对地面的压力减小了,只所以会减小,是因为M受到了杠杆B端6N的提升力的缘故,故M两次对地面的压力之差为6N,而压强之差为4.8*10^5pa-3.2*10^5pa=1.6×105Pa,故M对地接触面积S=6÷（1.6×105）=3.75×10-5m3,所以M的重力为：3.75×10-5×4.8×105=18N
根据杠杆原理,A端所挂物体重力至少为：18×5÷3=30N,故质量至少为：30÷10=3kg.