题目内容

图为一圆柱体在力F的作用下，正在向台阶上滚动，画出下图中的动力臂和阻力臂．

分析：首先确定支点，然胡根据从支点作动力与阻力作用线的垂线段即可作出动力臂L₁与阻力臂L₂．

解答：解：由图可知：B点是杠杆的支点；F是动力，动力的作用点是A点；
物体的重力是阻力，阻力作用点是O点；
从支点作动力与阻力作用线的垂线段即可作出动力臂L₁与阻力臂L₂，如下图所示：

点评：本题考查了力臂的画法．画力臂时关键是要画出支点到力的作用线的垂线段．

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（2012?门头沟区一模）如图甲所示，某工人用滑轮组从水深为H=5m的井底匀速提起高为2m，底面积为0.02m²的实心圆柱体M（圆柱体底部与井底不密合），该物体的密度为2.5×10³kg/m³，如果动滑轮挂钩用钢丝绳与物体相连，绕在滑轮上的绳子能承受的最大的拉力F=500N．当工人作用在绳端竖直向下的拉力为F₁时，实心圆柱体受到井底的支持力为N；从实心圆柱体刚刚离开井底到刚好要露出水面前始终以某一速度匀速上升时，工人作用在绳端竖直向下的拉力为F₂，工人做功与时间的图象如图乙所示．已知：F₁：F₂=2：5摩擦和绳重及水的阻力，g=10N/kg．

求：（1）当实心圆柱体在水中匀速上升时（未露出水面）所受的浮力；
（2）当作用在绳端的拉力为F₁时，实心圆柱体受到井底的支持力N；
（3）实心圆柱体上表面刚刚露出水面后继续上升，当绳子刚好能被拉断时，实心圆柱体M所受的拉力F₀．

小明很善于思考，小明想：浮力是液体对物体向上的托力，而物体间力的作用是相互的，所以物体对液体一定有向下的压力，那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢？
（1）小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计，进行了如下探究：
①在烧杯中盛适量水，用天平测出烧杯和水的总质量m₁；
②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G；
③如图所示，将圆柱体部分浸入烧杯的水中，静止在某一深度，
记下弹簧测力计的示数 F，则圆柱体所受水的浮力为

（用弹簧测力计所测得的量来表示）；此时向天平的右盘加上适量的砝码，使天平重新平衡，记下天平的读数m₂，则圆柱体对水的压力为

（m₂-m₁）g

（m₂-m₁）g

（用天平所测得的量来表示）．
（2）下表为小明和小红记录的实验数据：（表中h₂＞h₁）

圆柱的位置	圆柱体的重力 G/N	弹簧测力计的示数F/N	烧杯和水的总质量m₁/g	天平的读数m₂/g
圆柱体部分浸入	2.6	2.4	180	200
圆柱体浸没深度h₁	2.6	2.2	180	220
圆柱体浸没深度h₂	2.6	2.2	180	220

①通过分析表格中的数据，可以知道：圆柱体浸没在水中所受的浮力为

N，圆柱体对水的压力为

N．
②通过分析表格中的数据，可以得出：浮力的大小

（选填“大于”、“小于”或“等于”）物体对液体压力的大小；此外他们还发现：物体浸没前浮力与浸入的深度

（选填“有关”、“无关”）．除此以外，你还能发现什么规律

物体浸没后浮力与浸入的深度无关

物体浸没后浮力与浸入的深度无关

．
③由表格中的数据可知，该圆柱体的密度为

图为一圆柱体在力F的作用下，正在向台阶上滚动，画出下图中的动力臂和阻力臂．