Question

如图甲所示，我国“向阳红09”母船正在进行投放“蛟龙号”载人深潜器试验，调控两根伸缩杆，使“∩”形架绕固定在甲板上的转轴转动至图甲所示位置时停止，然后由固定在“∩”形架顶部的绞车通过钢缆释放深潜器．处在图甲所示位置的“∩”形架可以简化为图乙中以O为支点的杠杆，OB表示“∩”形架，CD表示两根伸缩杆，O到CD的距离为2 m，OD、OE的长度分别为3 m、6 m．不考虑“∩”形架、两根伸缩杆和绞车的重力．

(1)请在图乙中画出投放深潜器时“∩”形架的动力和阻力示意图

(2)深潜器的质量为25 t，总体积为24.5 m³．在绞车缓慢向下释放深潜器至刚浸没的过程中，两根伸缩杆的总拉力最多减少多少牛？

Answer 1

答案：
解析：

答：(1)“∩”形架的动力和阻力示意图如图： 　　(2)两根伸缩杆的总拉力最多减少7.35×105 N． 　　分析：(1)根据力的示意图的定义，将杠杆受到的动力和阻力的方向、作用点表示出来即可； 　　(2)根据杠杆的平衡条件，分别求出深潜器入水前后两根伸缩杆的总拉力，然后相减即可． 　　解答：解：(1)杠杆OB受到的动力是伸缩杆对杠杆的力，方向沿伸缩杆方向向下，阻力是深潜器的重力，方向竖直向下，故“∩”形架的动力和阻力示意图： 　　(2)深潜器入水前，BE的拉力： 　　F2＝G＝mg＝25×1000 kg×10 N/kg＝2.5×105 N， 　　深潜器入水后，BE的拉力： 　　＝G－F浮＝G－ρ水gV排＝2.5×105 N－1.0×103 kg/m3×10 N/kg×24.5 m3＝5×103 N， 　　根据杠杆平衡条件，深潜器入水前，两根伸缩杆的总拉力： 　　F1＝＝＝7.5×105 N， 　　深潜器入水后，两根伸缩杆的总拉力： 　　＝＝＝1.5×104 N， 　　两根伸缩杆的总拉力最多减少： 　　△F＝F1－＝7.5×105 N－1.5×104 N＝7.35×105 N． 　　点评：(1)画力的示意图，就是用一条带箭头线段表示出力的三要素，所以要先正确分析力的大小、方向和作用点，再根据力的示意图的要求作出力的示意图； 　　(2)当深潜器全部没入水时，浮力最大，两根伸缩杆的总拉力减少的最多．

提示：

力的示意图；杠杆的平衡条件；阿基米德原理．