Question

（浙江12届初赛）桔槔是一种利用杠杆原理取水的机械。它前端用绳系一木桶，后端系一配重物。取水时可将前端按下，木桶盛满水后，借助配重，只要用较小的力上提，水桶就上来了。假定OC：OD=K，杆CD的质量不计，配重A的质量为M，密度为ρ(ρ<ρ_水)的圆柱形木桶的质量为m，木桶的外径为D，木桶高为H，水的密度为ρ_水。为了用桔槔提升装满水的木桶，

求：(1)在水桶露出水面前，提水人至少需要用多大的力?(2)在提出水面后，提水人至少需要用多大的力?

Answer 1

木桶提出水面前：由于木材的密度ρ<ρ_水，在提出水面前，木桶受到浮力大于它的重力，所以，提水人不需要向上用力，即向上拉力为0。（4分）

（或：设提水人向上拉力为F₁，木桶在水中受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=

由杠杆平衡条件可得：