問題詳情:
如圖*所示是位於宜賓市高莊橋的國內首座“公路在下、鐵路在上”的**公鐵兩用大橋的施工現場照片,如圖乙所示,是某次施工中使用的升降與移動的塔吊和滑輪組,爲了保*塔吊起重物不會翻倒,在塔吊左邊配有一個重物P,已知OA=12m,OB=4m,動滑輪的質量爲40kg,一塊重爲8×104N、體積爲1m3的正方體物塊D,(忽略*水流動對物塊的影響,不計繩、塔吊橫樑及定滑輪的自重和摩擦,*水密度取,g=10N/kg);
(1)若物塊D從平臺上勻速升降,爲了保*鐵塔不至翻倒,使其橫樑始終保持水平,求塔吊左邊的配重物P的質量爲多少千克?
(2)若將物塊D完全浸沒水中後以0.4m/s的速度勻速下沉到*底,則拉力F的功率是多少?
(3)若將物體D從*底勻速打撈出水面,假如繩子自由端的最大拉力爲2.5×104N,那麼物體D露出體積爲多少時,繩子剛好被拉斷?
【回答】
(1)24120kg;(2)28160W;(3)0.46m3
【詳解】
(1)由得,重物的質量是
由槓桿平衡條件可得
即
解得
(2)由題可知,不計摩擦和繩重,由圖可知,繩子的有效股數n=3,物塊D完全浸沒水中所受的浮力是
水對滑輪的拉力是
拉力是
繩子自由端的移動速度
拉力F的功率
(3)當繩子自由端的最大拉力爲時,由可知物體拉滑輪的力F拉爲
此時物體所受的浮力
浸在水中的體積
物體露出水面的體積
答:(1)若物塊D從平臺上勻速升降,爲了保*鐵塔不至翻倒,使其橫樑始終保持水平,塔吊左邊的配重物P的質量爲24120kg;
(2)若將物塊D完全浸沒水中後以0.4m/s的速度勻速下沉到*底,則拉力F的功率是28160W;
(3)若將物體D從*底勻速打撈出水面,假如繩子自由端的最大拉力爲2.5×104N,那麼物體D露出體積爲0.46m3時,繩子剛好被拉斷。
知識點:阿基米德原理
題型:計算題