某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示

① 如图甲是某中学科技小组设计的打捞水中物体的装置示意图．DB是以O点为转轴的水平杠杆，杠杆可以绕O点在竖

（1）（3）G_E=m_Eg=250kg×10N/kg=2500NG_行=mg=20kg×10N/kg=200N
G_A=m_Ag=60kg×10N/kg=600N
根据题意结合图乙可知，物体A以0.1m/s匀速上升，上表面接触水面到完全出水用了1s的时间．所以，物体A的高度h=v_At=0.1m/s×1s=0.1m
物体A浸没水中所受浮力
F_浮=ρ_水gSh=1×10³kg/m³×10N/kg×30×10^-2m²×0.1m=300N
物体A在水中匀速上升过程中，以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象，受力分析图如图3所示，配重E的受力分析图如图4所示，杠杆上C点、D点受力分析图如图5所示，以动滑轮M和物体A为研究对象，受力分析图如图6所示．
F_C1=G-F_浮=mg+G_M+m_Ag-F_浮
GA?F浮GA?F浮+GM=75%
（4）行走装置以v=0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，拉力T的功率：
P=T×2v，解得：T=50N；
F=2T=100N．
答：（1）动滑轮M所受的重：100N；
（2）机械效率75%；
（3）OC的长度5m；
（4）拉力F：100N．

② （2013门头沟区一模）某科技小组设计从水中打捞重物A的装置如图所示，小文站在地面上通过滑轮组从水中提

（1）∵G=1200N，ρ_A=3×10³kg/m³，
∴V_A=

GA

ρAg

=

1200N

3×103kg/m3×10N/kg

=4×10^-2m³，
∴物体在水面下受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_A=1×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-2m³=400N，
（2）物体完全在水面下被匀速拉起，以物体和动滑轮为研究对象，它们受重力G_A和G_动、浮力F_浮和绳子拉力4F₁的作用，受力如图甲，
F₁=

1

4

（G_A+G_动-F_浮）=

1

4

（1200N+G_动-400N），
1415．
答：（1）物体在水面下受到的浮力为400N；
（2）动滑轮受到的重力为200N；
（3）η₁与η₂的比值14：15．

③ （2014怀柔区二模）如图所示是某科技小组设计的一个提升重物的装置，CD是一个以O点为转轴的水平杠杆，CO

（1）因为在匀速提升重物、B的过程中，电动机的功率保持不变，因为P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，所以：
P=F₁×3v₁=F₂×3v₂，解得：F₁：F₂=v₂：v₁=4：5，
又因为F₂-F₁=50N，所以F₁=200N，F₂=250N；
（2）以动滑轮和重物A整体为研究对象，进行受力分析，如图所示．
32=862.5N，
以配重E为研究对象，进行受力分析，如图3所示．
F_D2+N₂=G_E
得：配重E对地面的压力：N₂=G_E-F_D2=m_Eg-F_D2=100kg×10N/kg-862.5N=137.5N．
答：（1）拉力F₁的大小为200N；
（2）滑轮组的机械效率η₁为87.5%；
（3）配重E对地面的压力为137.5N．

④ 某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示．图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上．小

∵不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦，
∴拉动物体A和物体B的拉力：
F_A=

1

2

（G_A+G_轮），内F_B=

1

2

（G_B+G_轮），----------①
由题中W-t图象容可知：
P_A=

W1

t1

=

270J

3s

=90W，
P_B=

W2

t2

=

90J

2s

=45W，
∵P=

W

t

=

Fs

t

=Fv，υ₁=3υ₂，
∴拉力做功功率：

PA

PB

=

FA×2v1

FB×2v2

，
∴

FA

FB

=

2

3

，-----------------②
由①②解得：

GA+G动

GB+G动

=

2

3

，---------------③
由G=mg=ρvg、3v_A=2v_B、8ρ_A=7ρ_B，解得：

GA

GB

=

7

12

，---------------------④
由③④解得：
G_动=

3

7

G_A，G_动=

1

4

G_B，
η_A=

W有A

W总A

=

⑤ 某科技小组设计的提升重物的装置 解：∵不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦， ∴拉动物体A和物体B的拉力专： FA=12（GA+G轮），属FB=12（GB+G轮），----------① 由题中W-t图象可知： PA=W1t1=270J3s=90W， PB=W2t2=90J2s=45W， ∵P=Wt=Fst=Fv，υ1=3υ2， ∴拉力做功功率： PAPB=FA×2v1FB×2v2， ∴FAFB=23，-----------------② 由①②解得： GA+G动GB+G动=23，---------------③ 由G=mg=ρvg、3vA=2vB、8ρA=7ρB，解得： GAGB=712，---------------------④ 由③④解得： G动=37GA，G动=14GB， ηA=W有AW总A=GAGA+G动=GAGA+37GA=70%， ηB=W有BW总B=GBGB+14GB=80%， ηB-ηA=80%-70%=10% ⑥ 某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示。图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上。 解：∵不计绳的质量，不计滑轮与轴的摩擦， ∴拉动物体A和物体B的拉力： FA= 1/2（GA+G轮）专，FB= 1/2（GB+G轮），----------① 由题中W-t图象可知：属 PA= W1/t1= 270J/3s=90W， PB= W2/t2= 90J/2s=45W， ∵P= W/t= Fs/t=Fv，υ1=3υ2， ∴拉力做功功率： PA/PB= (FA×2v10)/(FB×2v2)， ∴ FA/FB= 2/3，-----------------② 由①②解得： (GA+G动)/(GB+G动)= 2/3，---------------③ 由G=mg=ρvg、3vA=2vB、8ρA=7ρB，解得： GA/GB= 7/12，---------------------④ 由③④解得： G动= 3/7GA，G动= 1/4GB， ηA= W有A/W总A= GA/(GA+G动)= GA/(GA+3/7GA)=70%， ηB= W有B/W总B= GB/(GB+1/4GB)=80%， ηB-ηA=80%-70%=10% 答：机械效率ηB与ηA之差为10%． ⑦ （2014门头沟区一模）某科技小组设计的运动员利用器械进行训练的示意图的装置，如图25所示．图中横杆BC 分别对物体A、动滑轮D、杠杆BC、人进行受力分析，如图所示：

1

2

（G_D+F_A2），
代入已知解得：G_D=50N；
（3）以定滑轮为研究对象进行受力分析，如图所示：
3F_D1=G_D+F_A1=50N+550N，
解得：F_D1=200N，
由⑨式：F=2F_D1+G_D=2×200N+50N=450N．
答：（1）拉力F_A1为550N；
（2）动滑轮D受到的重力G为50N；
（3）当小明通过细绳对横杆C端竖直向下的作用力为F₁时，定滑轮E对支架的拉力为450N．

⑧ 某科技小组设计的提升重物的装置如图甲所示．图中水平杆CD与竖直杆EH、DI组合成支架固定在水平地面上．小

由滑轮组的结构可以看出，承担物重的绳子股数n=2，
①∵3v_A=2v_B，即

vA

vB

=

2

3

；8ρ_A=7ρ_B，即

ρA

ρB

=

7

8

；
∴两次所拉物体物重之比为：

GA

GB

=

mAg

mBg

=

ρAvAg

ρBvBg

=

7×2×g

8×3×g

=

7

12

；B错误，不符合题意．
②由题中W-t图象可知：
当时间为2s时，W₁=180J，W₂=90J，
∴两次拉力的功率之比为：

P1

P2

=

W1 t

W2 t

=

W1

W2

=

180J

90J

=

2

1

；D正确，符合题意．
③∵υ₁=3υ₂，

P1

P2

=

2

1

，
∴两次拉力之比为：

F1

F2

=

P1 V1

P2 V2

=

P1

V1

×

V2

P2

=

2×V2

3V2×1

=

2

3

；A错误，不符合题意．η
④两次所拉物体的滑轮组的机械效率之比为：

ηA

ηB

=

GA 2F1

GB 2F2

=

GA

2F1

×

2F2

GB

=

7×2×3

2×2×12

=

7

8

；C正确，符合题意．
故选C、D．