题目

2011海淀区中考一模物理反馈题39题变式详解
其中mE=500kg,mQ=12kg,CO:OB=4:1,F1=200N,v1=0.2m/s,η2=95%,N1：N2=6:1（g取10N/kg）
1.金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率P1
2.动滑轮M的质量m0
3.被打捞金属材料的密度ρ金
其中mE=500kg,mQ=12kg,CO:OB=4:1,F1=200N,v1=0.2m/s,η2=95%,N1：N2=6:1（g取10N/kg）

提问时间：2020-10-12

答案

（1）金属材料浸没在水中匀速上升时,电动机牵引绳子的功率为
P1=F1×3v1=200N×3×0.2m/s=120W；
（2）金属材料浸没在水中匀速上升时,以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象,受力分析图如图1所示,配重E的受力分析图如图2所示,杠杆上C点、B点受力分析图如图3所示．
FC1′=FC1,FB1′=FB1 ,FC1•CO=FB1•OB
FC1′=3F1+GQ+G0
FB1=CO OB FC1=4（3F1+GQ+G0）
N1=GE-FB1=GE-4（3F1+GQ+G0）
金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以支架、电动机Q、定滑轮K为研究对象,受力分析图如图4所示,配重E的受力分析图如图5所示,杠杆上C点、B点受力分析图如图6所示．
FC2′=FC2 ,FB2′=FB2 ,FC2•CO=FB2•OB
FC2′=3F2+GQ+G0
FB2=CO OB FC2=4（3F2+GQ+G0）
N2=GE-FB2′=GE-4（3F2+GQ+G0）
∵η2=W有2 W总2 =3F2-G0 3F2 =95%,
N1 N2 =GE-4 (3F1+GQ+G0) GE-4(3F2+GQ+G0) =6 1
解得：G0=50N,m0=5kg；
（3）金属材料浸没在水中匀速上升时,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象,受力分析图如图7所示,金属材料离开水面后匀速上升的过程中,以动滑轮和被提升的金属材料为研究对象,受力分析图如图8所示．
F1=F1′,F2=F2′
F浮+3F1=G0+G
3F2=G0+G
解得：F浮=400N,G=950N,
根据阿基米德原理F浮=ρ水gV得：
V=F浮 ρg =400N 1.0×103kg/m3×10N/kg =4×10-2m3
金属材料密度：
ρ=m V =G gV =950N 4×10-2m3×10N/kg ≈2.4×103kg/m3．
答：（1）金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率为120W；
（2）动滑轮M的质量为5kg；
（3）被打捞金属材料的密度约为2.4×103kg/m3．