如图所示为一种蓄水箱的放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,A、O两点间距离为40cm,B、O两点的水平距离为10cm,B、O两点的竖直距离为7cm.A点正下方的Q是一个重为5N、横截面积为200cm2的盖板(盖板恰好能堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A端相连.在水箱右侧的水平工作台上,有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子,从而可以控制水是否能从出水口流出.若水箱中水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F1,工作台对人的支持力为FN1;若水箱中水深为100cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F2,工作台对人的支持力为FN2.已知FN1与FN2之比为69:77,盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上,取g=10N/kg.求:(1)当水箱中水深为50cm时,盖板上表面所受水产生的压强;(2)人对绳子的拉力F1的大小;(3)若与杠杆A、B两端连接的细绳足够结实,而人拉滑轮组的绳子所能承受的最大拉力

问题描述:

如图所示为一种蓄水箱的放水装置,AOB是以O点为转轴的轻质杠杆,AO呈水平状态,A、O两点间距离为40cm,B、O两点的水平距离为10cm,B、O两点的竖直距离为7cm.A点正下方的Q是一个重为5N、横截面积为200cm2的盖板(盖板恰好能堵住出水口),它通过细绳与杠杆的A端相连.在水箱右侧的水平工作台上,有一质量为60kg的人通过滑轮组拉动系在B点呈竖直状态的绳子,从而可以控制水是否能从出水口流出.若水箱中水深为50cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F1,工作台对人的支持力为FN1;若水箱中水深为100cm,当盖板恰好要被拉起时,人对绳子的拉力为F2,工作台对人的支持力为FN2.已知FN1与FN2之比为69:77,盖板的厚度、绳重及滑轮的摩擦均可忽略不计,人对绳的拉力与人所受重力在同一直线上,取g=10N/kg.求:

(1)当水箱中水深为50cm时,盖板上表面所受水产生的压强;
(2)人对绳子的拉力F1的大小;
(3)若与杠杆A、B两端连接的细绳足够结实,而人拉滑轮组的绳子所能承受的最大拉力为330N,则为能实现使用图中的装置放水,水箱中水的最大深度不得超过多少?

已知:h1=50cm=0.5m  ρ=1.0×103kg/m3  g=10N/kg   S=0.02m2  G板=5N  lA=40cm=0.4m  lB=10cm=0.1m  h2=100cm=1m   FN1:FN2=69:77求:(1)p=?(2)F1=...
答案解析:(1)已知水的密度和深度,利用公式p=ρgh得到盖板上表面受到水的压强;
(2)(3)分别以盖板、动滑轮和人为研究对象,进行受力分析,根据合力为零和杠杆平衡条件列出等量关系式求解拉力的大小.
考试点:液体的压强的计算;滑轮组绳子拉力的计算;杠杆的平衡条件;压强的大小及其计算.
知识点:本题是一道难题,对物体正确受力分析、作出受力示意图、应用杠杆平衡条件、力的平衡条件是正确解答后面两小题的关键.