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    如图甲是海洋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，OD的长度为1.6m．水平甲板上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端，配重E的质量mE为225kg．安装在杠杆DB上的行走装置由支架、动滑轮X、提升电动机、定滑轮K构成，行走装置的质量m为25kg．电动机Q可以通过定滑轮S和动滑轮X拉动行走装置沿BO水平滑动．固定在提升电动机下的定滑轮K和动滑轮M组成滑轮组Y，当行走装置处于杠杆DB上C点的位置时，提升电动机拉动绳子H端，通过滑轮组Y竖直提升水中的物体A．物体A完全在水中匀速上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η1，甲板对配重E的支持力为N1；物体A全部露出水面匀速竖直上升的过程中，滑轮组Y的机械效率为η2，甲板对配重E的支持力为N2．滑轮组Y提升物体A的过程中，行走装置受到的水平拉力始终为零，杠杆DB在水平位置保持平衡．已知物体A的质量mA为50kg，体积V为20dm3，N1与N2之比为3：2，η1与η2之比为9：10．物体A被打捞出水面后，停留在一定高度，电动机Q开始拉动行走装置．在行走装置以0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，拉力T所做的功随时间变化的图象如图乙所示，行走装置受到的水平拉力为F．细绳和杠杆的质量、滑轮与轴的摩擦、水对物体的阻力均忽略不计，g取10N/kg．
    求：（1）OC的长度；
    （2）拉力F．
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    分析：（1）因为DOC是一个杠杆，已知DO的长度，所以要求解OC的长度时，可以结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2进行求解，因此需要求出D点和C点的动力和阻力；
    对配重E的受力分析可以求解动力FD1=F'D1，
    对以行走装置、动滑轮M和物体A为研究对象，受力分析可以求解阻力FC1=F'C1，具体如下：
    首先对物体A进行受力分析，物体A受到竖直向下的重力和竖直向上的水的浮力及绳子的拉力，在三个力的作用下处于平衡状态，即合外力为零，可以求出绳子拉力的大小；
    然后结合滑轮组的机械效率公式η=
    W有
    W总
    进行推理求解计算出动滑轮的重力；
    结合杠杆的平衡条件F1L1=F2L2可以求解出OC的长度；
    （2）由表格可知做功W和做功时间t，
    结合功率公式P=
    W
    t
    可以求出功率的大小；
    再结合机械功率P=Fv求解拉力的大小．
    解答：解：（1）物体A在水中匀速上升h1的过程中，
    F1=mAg-F浮
    F浮=ρ水Vg=200N
    F1=300N
    此时，滑轮组的机械效率η1=
    W有
    W 总
    =
    F1h1
    1
    3
    (F1+G动)×3h1

    物体A离开水面后匀速上升h2的过程中，滑轮组机械效率η2=
    W有′
    W 总′
    =
    mAgh2
    1
    3
    (mAg+G动)×3h2

    根据η1：η2=9：10，解得：G动=100N．
    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a所示，配重E的受力分析图如图b所示，杠杆上C点、D点受力分析图如图c所示．
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    FC1=G-F浮
    G=mg+G动+mAg，N1=mEg-FD1
    F'D1?OD=F'C1?OC
    FC1=F'C1，FD1=F'D1
    物体A离开水面后匀速上升的过程中，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d所示，配重E的受力分析图如图e所示，杠杆C点、D点受力分析图如图f所示．
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    FC2=G，N2=mEg-FD2
    F'D2?OD=F'C2?OC
    FC2=F'C2，FD2=F'D2
    N1：N2=3：2
    解得：OC=1.8?OD=2.88m；
    答：OC的长度为2.88m；
    （2）行走装置以v=0.05m/s的速度水平匀速移动的过程中，由图象可得拉力T的功率
    P=
    W
    t
    =
    50J
    10s
    =5W
    P=T×2v，解得：T=50N
    F=2T=100N；
    答：拉力F为100N．
    点评：此类问题是一道复杂的综合题目，要会正确的对物体进行受力分析，结合平衡状态求解出各力的大小，进而利用杠杆的平衡条件和机械效率计算公式进行分析求解．
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    求：（1）OC的长度；
    （2）拉力F．

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    求：（1）OC的长度；
    （2）拉力F．

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    科目：初中物理 来源：2012年北京市中考物理模拟试卷（解析版） 题型：解答题

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    求：（1）OC的长度；
    （2）拉力F．

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    科目：初中物理 来源：2010年北京市中考物理试卷（解析版） 题型：解答题

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