第七讲简单机械综合
知识点
1、杠杆
（1）定义：如果一根硬棒在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆
注意：杠杆可以是直的，也可以是弯的，但它一定是硬棒，即不能变形的棒
杠杆的五要素
支点：杠杆可以绕其转动的点
动力：使杠杆转动的力
阻力：阻碍杠杆转动的力
动力臂：从支点到动力作用线的距离
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离
（3）杠杆的平衡条件
1）杠杆平衡的含义：在力的作用下，如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动，我们就认为杠杆平衡了
2）杠杆的平衡条件 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，用公式表示为 ：
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理
3）研究杠杆的平衡
①把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的 螺母 ，使杠杆在水平位置处于平衡状态，目的是便于 直接在杠杆上测出力臂的大小 。
②在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，在杠杆上左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次达到水平位置，处于平衡状态。
③用直尺量出动力臂L1和阻力臂L2的大小。
④实验结论：动力与动力臂乘积等于阻力与阻力臂的乘积
(4)杠杆的分类
类型
力、力臂的关系
特点
应用
省力杠杆
F1＜F2
l1＞l2
省力但费距离
铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳
费力杠杆
F1＞F2
l1＜l2
费力但省距离
钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪刀、缝纫机脚踏板
等臂杠杆
F1＝F2
l1＝l2
既不省力也不省距离，既不费力也不费距离
天平
2、滑轮
(1) 定滑轮
1）定义：轴固定不动的滑轮
2）实质：等臂杠杆
3)特点：不能省力，但能改变力的方
(2) 动滑轮
1）定义：轴和重物一起移动的滑轮
2）实质：动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆
3）特点：使用动滑轮能省一半的力，但费距离，且不能改变力的方向。绳子自由端移动的距离是重物移动距离的2倍
（3）滑轮组
1）定义：定滑轮、动滑轮组合在一起构成滑轮组
2）特点：使用滑轮组既能省力但又能改变力的方向
3）滑轮组省力情况分析：重物和动滑轮的总重力（G）由n段绳子承担，提起重物所用的力（F）就是总重力的n分之一,即F= 1/n G，拉力所通过的距离（s）为物体上升距离(h)的 n 倍，即。
4)滑轮组组装的原则：基本原则是“奇动偶定”
①首先根据题意求出承担物重的绳子的段数n=
G表示物重，若动滑轮重不能忽略，则G = G物 + G动；F表示所需拉力
②若承担物重的绳子段数为奇数，则绳子的起点从动滑轮开始绕线，如图甲所示
③若承担物重的绳子段数为偶数，则绳子的起点从定滑轮开始绕线，如图乙所示
注：还要注意拉力的方向不同，所需定滑轮的个数也不同
机械效率
（1）有用功、额外功、总功
有用功：为了达到某一目的而必须要做的功叫有用功。用W有用表示
额外功：并非需要，又不得不做的功叫额外功，用W额外表示
总功：有用功和额外功的总和叫总功，用W总表示，即W总 = W有用 + W额外
机械效率
定义：有用功与总功的比值叫机械效率，用η表示
公式η=×100%=×100%
测量斜面的机械效率
1）光滑斜面：W额外=0 W总=W有 因此，FL=GH η=100﹪
2）有摩擦的斜面：
①W额外=fL W有用=Gh ②η=×100%=×100%
③η=×100%=×100%=×100%
3）斜面的机械效率与斜的面的粗糙程度和倾角有关。
例题：
例1：如图所示，杠杆0A在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F2的力臂。在图中画出力Fl的力臂L1和力F2。
答案：
例2：如图所示，画出使杠杆平衡的最小力的示意图(要求保留作图痕迹)。
答案：
例3：如图所示,一根直硬棒被细绳系在O点吊起.A处挂一实心金属块甲,B处挂一石块乙时恰好能使硬棒在水平位置平衡。不计硬棒与悬挂的细绳质量,下列推断合理的是( ) A. 甲的质量和密度都比乙大 B.?O点绳子拉力一定等于甲、乙重力之和 C. 如果甲浸没在水中，硬棒会逆时针转动 D. 如果甲浸没在水中，要使硬棒水平平衡，可将乙向右移动
答案：B
例4：小沈同学在科学周活动时制作了一支可以测定物体密度的杆秤。使用时，只要把被测物体持在杆秤的挂钩上，移动秤锤，使秤杆平衡在水平位置，读出L1；再将被测物体浸没在水中，移动秤锤使秤杆再次水平平衡，读出L2，如图所示，由此可得被测物体的密度ρ=L1ρ水/（L1-L2）,请证明小沈同学的这个结论是否正确。
答案：
设被测物体的密度为ρ,体积为V,挂物物处离提的距离为L0,秤锤重为G0，
根据杠杆的平衡条件可得
空气中ρVgL0=G0L1??①
浸没在中后(ρVg?ρ水Vg)=G0L2?②
由①、②两式得
ρ=ρ=L1ρ水/（L1-L2），所以小沈的结论是正确的。
例5：如图，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm，重力为20N的完全相同的两正方体C、D，OA：OB=4：3；当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态．（g=10N/kg）??求： （1）物体C的密度； （2）杠杆A端受到绳子的拉力； （3）物体D对地面的压强
答案：(1)物体C的体积：V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=0.001m3
物体C的质量：m=G/g=20N/10N/kg=2kg，
物体C的密度：ρ=m/V=2kg/0.001m3=2×103kg/m3.
(2)物体C排开水的体积：V排=(0.1?m)2×(0.1m?0.02m)=8×10?4m3，
C受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10?4m3=8N，
A端的拉力：FA=G?F浮=20N?8N=12N.
(3)根据杠杆平衡条件得：FA×OA=FB×OB，
则B端的拉力：FB= = ×12N=16N，
物体D对地面的压力：F压=F支=GB?FB=20N?16N=4N；
物体D对地面的压强：p=F压/S=4N/(0.1m)2=400Pa.
例6：?一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10m高的楼上，请你帮他在图中画出符合要求且省力的绳子绕法． 答案：
例7：如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速直线运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是( ???)
A.B受到的摩擦力为3N，方向水平向左???? B.滑轮移动的速度为0.4m/s????????
C.绳子拉物体A的功率为2W
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
答案：D
例8：某学生发现在学校的水池中有一形状不规则且不吸水的小固体漂浮物，为了测定该物体密度，他同小组的几个同学找来了弹簧测力计、滑轮、塑料吸盘、细线等器材，进行了如下实验。
(1)如图甲所示,擦干该物体,静止时读出弹簧测力计的示数为F1；
(2)如图乙所示,将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在___的作用下被紧紧压在烧杯底部,在烧杯中倒人适量的水,将该物体放入水中后,如图丙所示,用弹簧测力计继续拉,将该物体___为止,读出弹簧测力计的示数为F2。
(3)则该物体的密度ρ=___.(已知水的密度为ρ水,忽略绳重与摩擦,用字母表示物体的密度.)
(4)为确保实验成功，请你提出一条合理的建议：___.
答案：(2)大气压;浸没；(3) ρ水； (4)增大吸盘的表面积。
例9：如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（ ） A. F甲小于F乙 B. 甲的机械效率小于乙的机械效率 C. F甲做的功小于F乙做的功 D. F甲做功的总功率等于F乙做功的总功率
答案：D
例10：某实验小学的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时。用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。
实验次数
斜面倾斜程度
物块重力G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长度S/m
机械效率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
(1)分析表中的数据可得出：在其它条件一定时，斜面越缓，机械效率越___；
(2)第2次实验中，小木块受到的摩擦力大小为___牛；
(3)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，把第4次与第2次测量结果进行计算分析比较，所得结论___.
答案：（1)低;(2)0.7;(3)斜面越粗糙机械效率越小。
例11：如图所示：已知吊筐重150N，人重520N，每个滑轮重50N，人对绳的拉力至少是
___才能提升自己，这时人对筐的压力是___
答案：240N 280N
例12：如图所示，金属块的质量为60kg，某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起，金属块在水面下10s内上升了5m，此时某人作用在绳自由端的拉力F是120N，金属的密度为3×103kg/m3不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中受到的阻力．（g取10N/kg）．求：
（1）金属块没有露出液面之前，拉力F的功率；
（2）金属块出水前后滑轮组的机械效率之比。
答案：（1）金属块在水中的上升速度为
v物===0.5m/s
由图知，承担物重的绳子有4段
拉力的功率为
P=FnV物=120N×4×0.5m/s=240W
（2）金属块受到的重力为
G=mg=60kg×10N/kg=600N
金属块的体积为
V===0.02m3金属块浸没时受到的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m3=200N
作用在绳子末端的拉力为
F=
动滑轮的重力为
G动=nF﹣G+F浮=4×120N﹣600N+200N=80N
金属块浸没在水中时，滑轮组的机械效率为
η1=====
金属块离开水后，滑轮组的机械效率为
η2=====
两种情况下机械效率之比为==
精选习题
1.（2017·台州）小柯用图中提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ C? ）
A、两个滑轮均为定滑轮 B、人将绳子拉过1米，物体也上升1米 C、物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛 D、使用该装置不能省力，但能改变力的方向
2.（2017·宁波）如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分别是Ｐ甲和P乙。若不计摩擦、动油轮重和绳重，则F甲与F乙、Ｐ甲与P乙之间的大小关系是（ C ）
A、F甲
F乙? Ｐ甲>P乙 C、F甲>F乙? Ｐ甲=P乙???????? D、F甲3.（2017?温州）小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（?A ）
A、 B、 C、 D、
4. 如右图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示．位置缓慢提起至虚线位置的过程中( B )
A．F的力臂变小，F的大小变大
B．F的力臂变大，F的大小变小
C．重力G与它的力臂乘积保持不变
D．重力G与它的力臂乘积变大
5.下列做法，不能够改变滑轮组机械效率的是（ C?? ）
A.用大小相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮 B.给定滑轮的轴加润滑油 C.改变重物提升的高度 D.改变被提升的物重
6.如图为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则(? D )
A.动力大小：F甲＞F乙＞F丙????????????????????????????????? B.动力所做的功大小：W甲＜W乙＜W丙 C.动力做功的功率大小：P甲＞P乙＝P丙???????? D.机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙
7、如图所示,整个装置处于静止状态,重力和摩擦不计,弹簧测力计A. B.?C的示数分别为FA、FB、FC,则可以判断( B )
A.?3FA=2FB=FC B.?6FA=3FB=2FC C. 弹簧测力计A对墙壁的拉力大于FA D. 弹簧测力计B对墙壁的拉力小于FB
8、如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲和η乙，则（ D ） A. F甲＞F乙 B. F甲=F乙 C. η甲＞η乙 D. η甲＜η乙
9.（2017?嘉兴）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（?C? ）
A、刀刃很薄可以增大压力 B、铡刀实质上是一种费力杠杆 C、甘蔗放在a点比b点更易被切断 D、手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
10.（2017?绍兴）如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图。关于压面团过程的叙述正确的是（??C ）
A、面团对杆的作用力方向向下 B、面团对杆的作用力大小等于F C、面团被压扁说明力能使物体发生形变 D、A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
11.小翔同学利用课余时间制作图示一款捕鼠器。将一块木板用铰链固定在桌边的O点，木板能绕O点转动，食饵放于A点，A的下方放一水桶，木板经打蜡后，很光滑。捕鼠器的工作原理是杠杆平衡条件，木板的重心位于略偏O点右侧（选填“O点”、“略偏O点左侧”或“略偏O点右侧”）。?
12.用如图所示的机械拉着400N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为100N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为66.67%。若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做功300J。
13.（2017?杭州）小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示。小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为20牛，肩对木棒的支持力大小为60牛，人对地面的压力大小为560牛（g=10牛/千克）。
14.如图所示，物体A的质量m =20kg，在30 N的水平拉力F的作用下，物体A以0.4m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
(1)物体A与水平面间摩擦力为15N；
(2)拉力F做功的功率6W；
(3)如果将水平拉力F增加到60N，使物体A向右运动，此时物体A与水平面间摩擦力为15N
15.简单机械在我们的生活中应用广泛。请回答下列有关问题：
(1)如图甲，物体处于静止状态，若滑轮重为0.4N，则物体的重力是4.4N（不计摩擦和绳子的自重），当弹簧秤往上提升20cm，物体被提升了10cm。
(2)如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在B点（填字母A或B）。
16、如图所示，AOB?为一杠杆（质量忽略不计），A端悬挂一物体，并浸没在饱和的氯化钠溶液中，B端施加一竖直向下的力F使杠杆处于水平平衡状态。若在恒温条件下蒸发烧杯中的水分（物体未露出液面），此时杠杆将继续水平平衡(填“左端向下倾斜”、“右端向下倾斜”或“继续水平平衡”)。若在恒温条件下向烧杯内溶液中加入蒸馏水，若杠杆仍水平平衡，则拉力F将变大(填“变大”、“不变”或“变小”)。
17、如图所示，AOB为轻质杠杆，O为支点，OA=OB，在杠杆的B端挂一重20N的物体，要使杠杆在图示位置平衡，则在A端施加的力F至少为 20 N。并把这个力的作用线在图上画出。
答案：
18、如图是某实验小组探究“斜面机械效率与斜面的倾斜程度的关系”的实验装置。实验时它们用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验部分数据如下表：
实验
次数
斜面倾斜程度
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
机械效率η
1
较缓
10
0.1
1
28%
2
较陡
10
0.2
5
1
3
最陡
10
0.3
6
1
50%
(1)在第1次实验中，弹簧测力计的示数为图所示，此时拉力为3.6N 。
(2)在第2次实验中，斜面的机械效率为40% 。
(3)分析表格中的数据还可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越高(填“高”或“低”).
(4)分析表格中的实验数据还可推知：在高度相同时，斜面越长越省力(填“省力”或“费力”).
19、如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力．求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。
解：（1）物体受到的摩擦力：
f=0.1G=0.1×2kg×10N/kg=2N，
（2）因为η===，
故F===N
由图知，滑轮组由3段绳子拉着动滑轮，由F=（G动+f）得动滑轮重力：
G动=3F﹣f=3×N﹣2N=2N，
（3）当物体质量为10kg时，物体在水平面上受到的滑动摩擦力为：
f′=0.1G′=0.1×10kg×10N/kg=10N
自由端的拉力为：F′=（G动+f′）=×（2N+10N）=4N
拉力功率为：
P===Fv=4N×3×0.1m/s=1.2W
20、如图所示,杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动,BC=0.2m.细绳的一端系在杠杆的A端,另一端绕过动滑轮固定在天花板上,物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端,动滑轮的质量m0=3kg,物体E的质量为15kg.物体H的密度ρ=1.3×103kg/m3，AD=1.0m，CD=0.3m，杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg.求：
(1)杠杆A端受到细绳的拉力为多大?
(2)当AD杆水平平衡时，杠杆D端受到绳子拉力的最大值?
(3)要使AD杆水平平衡，浸没在水中的物体H的体积应满足什么条件?
解：
(1)物体E的重力为G1=m1g=15kg×10N/kg=150N ，动滑轮的重力为G0=m0g=3kg×10N/kg=30N
则总重力为G=G1+G0=150N+30N=180N，根据动滑轮可省力一半,则A端的拉力为：FA= G=×180N=90N；
(2)当AD杆水平平衡时,由于A的作用力是一定的,
则以B为支点时动力臂AB与阻力臂BD相等,则根据杠杆平衡条件可知：FD=FA=90N；
若以C为支点时,动力臂AC=AD?CD=1m?0.3m=0.7m,大于阻力臂CD=0.3m,则FD>FA；所以，以C为支点时杠杆D端受到绳子拉力的最大，则根据杠杆平衡条件得：FAAC=FDCD；所以FD=FAAC/CD=90N×0.7m/0.3m=210N；
(3)由于浸没在水中的物体H,V排=V,受力情况为：GH=F浮+FD；
由G=mg=ρVg,F浮=ρ液V排g可得：ρHVg=ρ水Vg+FD；所以,V=FD/(ρH?ρ水)g；
当以B为支点时AD杆在水平平衡,则FD‘=90N，
所以,V′=FD′/(ρH?ρ水)g=90N/(1.3×103kg/m3?1.0×103kg/m3)×10N/kg=0.03m3
当以C为支点时AD杆在水平平衡,则FD″=210N，
所以,V″= FD″/(ρH?ρ水)g=210N/(1.3×103kg/m3?1.0×103kg/m3)×10N/kg=0.07m3
则要使AD杆水平平衡，浸没在水中的物体H的体积应满足的条件是：
0.03m3≤V≤0.07m3
拓展提高
1、图1为工人师傅用于推车运送纯净水的图片，对于这两种方法中哪种方法比较省力的判断，下列说法中正确的是 ( A )
A.图甲的方法比较省力。 B.图乙的方法比较省力。
C.图甲和图乙两种方法所用力的大小相等。 D.无法判断。
2、如图所示，两根硬杆AB、BC用铰链连接于A、B、C，整个装置处于静止状态。关于AB杆对BC杆作用力的方向正确的是（ C ）
A．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由A指向B
B．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由C指向B
C．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向A
D．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向C
3、两个人共同搬一个50千克质量分布均匀的木箱上楼梯，如图所示。木箱长1.25米，高0.5米；楼梯和地面成45°，而且木箱与楼梯平行。如果两人手的用力方向都是竖直向上的，那么在下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是 ( B )
A．8/3 B．7/3 C．5/3 D．5/4
4、如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC和的大小关系是( C )
A．ηB＜ηC B．ηB=ηC C．ηB＞ηC D．不能确定
5、如图所示的装置中，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端 套在木棒上使木棒保持水平，现使线套逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬线上的拉力（棒和悬线均足够长）（ D ）
A．逐渐变小 B．逐渐变大
C．先逐渐变大，后又变小 D．先逐渐变小，后又变大
6、如图所示，要把一个质量是360kg的贵重物品A，沿水平地面移动100m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是40kg、底面积为0.5m2的木板B上，A、B接触面粗糙程度相同。然后用F=300N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点。在匀速拉动B的过程中，B对地面的压强是 8000 Pa，A、B之间的摩擦力是 0 N，拉力F做的总功是 3×104 J，在拉力F做功的过程中，机械效率是 90% 。（提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比：g=10N/kg）
7、斜面上有一个重为100 N的箱子A，通过定滑轮与重60 N的重物B相连，在3 s内物体A沿斜面匀速向上滑动了1.5 m，此重物B落地，箱子A又经过0.2 s向前滑动了20 cm停下来。若斜面长5米，高2米，则箱子与斜面间的滑动摩擦力是 20 牛；在箱子滑动过程中重物B共对箱子做了 90 焦的功；重物B对箱子A做功的功率是 30 瓦。(忽略绳重及滑轮的摩擦力)
8、在如图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R=10厘米，轴半径r=5厘米，物重G=500牛顿，每个动滑轮重P=50牛顿。如果不计绳重和摩擦，各段绳的方向保持相平行，那么，为把重物提起，作用在轮上的动力F至少 75N ，重物提起0.1米，动力F的作用点要移动 0.8 米，该装置的机械效率是 83.3% 。
9、从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。
(1)在丙图中画出F2力臂L2。
(2)当α角增大时， F1变小（变大/不变/变小）。
(3)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以下分析可得，乙（甲/乙）图中的姿势比较正确。
解答：（1）延长F2作用线，由支点作其作用线的垂线，L2是其力臂，如图： （2）由图可知：当α角增大时，力臂L2变小；由于拉力F1的方向与脊柱夹角始终为12°，且OA这段距离不变，则O点到F1作用线的距离不变，即动力臂不变，阻力为箱子的重力不变，根据杠杆平衡条件可知，F1变小； （3）比较甲、乙两种姿势可知：甲的支点太高，在搬起物体时，阻力臂减小得慢，则腰背部复杂肌肉的等效拉力F1要比较长时间的使用较大的力，所以甲姿势不正确，乙姿势比较正确。 故答案为：（1）如上图；（2）变小；（3）乙
10、如图3是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO∶ON=1∶2。已知物块A的密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1 m ，物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：
（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；
（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；
（3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55 N时，求物块A浸入水中的深度。
解析：（1）物块A底部受到水的压强：
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3N/kgm=1.0×104Pa 。
（2）物块A排开水的体积V排=VA=Sh=0.04 m2m=0.04m3。
物块A受到的浮力F浮=ρ水g V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N。
物块A受到的重力GA=ρAg VA=1.5×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=600N。
物块A受到的拉力F=GA- F浮=600N -400N=200N。 .
（3）细绳BN对物块的拉力FN=GB- F示=100N -55N=45N .
细绳DM对杠杆的拉力FM=FN=2×45N=90N。
物块A受到的浮力 （1分）
物块A排开水的体积===0.024 m3。.
物块A浸入水中的深度h’= ==0.6m。
第七讲简单机械综合
知识点
1、杠杆
（1）定义：如果一根硬棒在力的作用下能绕着固定点转动，这根硬棒就叫杠杆
注意：杠杆可以是直的，也可以是弯的，但它一定是硬棒，即不能变形的棒
杠杆的五要素
支点：杠杆可以绕其转动的点
动力：使杠杆转动的力
阻力：阻碍杠杆转动的力
动力臂：从支点到动力作用线的距离
阻力臂：从支点到阻力作用线的距离
（3）杠杆的平衡条件
1）杠杆平衡的含义：在力的作用下，如果杠杆处于静止状态或绕支点匀速转动，我们就认为杠杆平衡了
2）杠杆的平衡条件 动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，用公式表示为 ：
这个平衡条件也就是阿基米德发现的杠杆原理
3）研究杠杆的平衡
①把杠杆的中央支在支架上，调节杠杆两端的 螺母 ，使杠杆在水平位置处于平衡状态，目的是便于 直接在杠杆上测出力臂的大小 。
②在杠杆的两端分别挂上不同数量的钩码，在杠杆上左右移动钩码悬挂的位置，直到杠杆再次达到水平位置，处于平衡状态。
③用直尺量出动力臂L1和阻力臂L2的大小。
④实验结论：动力与动力臂乘积等于阻力与阻力臂的乘积
(4)杠杆的分类
类型
力、力臂的关系
特点
应用
省力杠杆
F1＜F2
l1＞l2
省力但费距离
铡刀、瓶盖起子、手推车、钢丝钳
费力杠杆
F1＞F2
l1＜l2
费力但省距离
钓鱼竿、镊子、筷子、理发剪刀、缝纫机脚踏板
等臂杠杆
F1＝F2
l1＝l2
既不省力也不省距离，既不费力也不费距离
天平
2、滑轮
(1) 定滑轮
1）定义：轴固定不动的滑轮
2）实质：等臂杠杆
3)特点：不能省力，但能改变力的方
(2) 动滑轮
1）定义：轴和重物一起移动的滑轮
2）实质：动力臂为阻力臂两倍的省力杠杆
3）特点：使用动滑轮能省一半的力，但费距离，且不能改变力的方向。绳子自由端移动的距离是重物移动距离的2倍
（3）滑轮组
1）定义：定滑轮、动滑轮组合在一起构成滑轮组
2）特点：使用滑轮组既能省力但又能改变力的方向
3）滑轮组省力情况分析：重物和动滑轮的总重力（G）由n段绳子承担，提起重物所用的力（F）就是总重力的n分之一,即F= 1/n G，拉力所通过的距离（s）为物体上升距离(h)的 n 倍，即。
4)滑轮组组装的原则：基本原则是“奇动偶定”
①首先根据题意求出承担物重的绳子的段数n=
G表示物重，若动滑轮重不能忽略，则G = G物 + G动；F表示所需拉力
②若承担物重的绳子段数为奇数，则绳子的起点从动滑轮开始绕线，如图甲所示
③若承担物重的绳子段数为偶数，则绳子的起点从定滑轮开始绕线，如图乙所示
注：还要注意拉力的方向不同，所需定滑轮的个数也不同
机械效率
（1）有用功、额外功、总功
有用功：为了达到某一目的而必须要做的功叫有用功。用W有用表示
额外功：并非需要，又不得不做的功叫额外功，用W额外表示
总功：有用功和额外功的总和叫总功，用W总表示，即W总 = W有用 + W额外
机械效率
定义：有用功与总功的比值叫机械效率，用η表示
公式η=×100%=×100%
测量斜面的机械效率
1）光滑斜面：W额外=0 W总=W有 因此，FL=GH η=100﹪
2）有摩擦的斜面：
①W额外=fL W有用=Gh ②η=×100%=×100%
③η=×100%=×100%=×100%
3）斜面的机械效率与斜的面的粗糙程度和倾角有关。
例题：
例1：如图所示，杠杆0A在力F1、F2的作用下处于静止状态，L1是力F2的力臂。在图中画出力Fl的力臂L1和力F2。
例2：如图所示，画出使杠杆平衡的最小力的示意图(要求保留作图痕迹)。
例3：如图所示,一根直硬棒被细绳系在O点吊起.A处挂一实心金属块甲,B处挂一石块乙时恰好能使硬棒在水平位置平衡。不计硬棒与悬挂的细绳质量,下列推断合理的是( ) A. 甲的质量和密度都比乙大 B.?O点绳子拉力一定等于甲、乙重力之和 C. 如果甲浸没在水中，硬棒会逆时针转动 D. 如果甲浸没在水中，要使硬棒水平平衡，可将乙向右移动
例4：小沈同学在科学周活动时制作了一支可以测定物体密度的杆秤。使用时，只要把被测物体持在杆秤的挂钩上，移动秤锤，使秤杆平衡在水平位置，读出L1；再将被测物体浸没在水中，移动秤锤使秤杆再次水平平衡，读出L2，如图所示，由此可得被测物体的密度ρ=L1ρ水/（L1-L2）,请证明小沈同学的这个结论是否正确。
例5：如图，轻质杠杆AB可绕O点转动，在A、B两端分别挂有边长为10cm，重力为20N的完全相同的两正方体C、D，OA：OB=4：3；当物体C浸入水中且露出水面的高度为2cm时，杠杆恰好水平静止，A、B两端的绳子均不可伸长且均处于张紧状态．（g=10N/kg）??求： （1）物体C的密度； （2）杠杆A端受到绳子的拉力； （3）物体D对地面的压强
例6：?一位同学站在地面上，要利用如图所示的滑轮组将重物提升到10m高的楼上，请你帮他在图中画出符合要求且省力的绳子绕法．
例7：如图所示，用10N的水平拉力F拉滑轮，使足够长的物体A以0.2m/s的速度在水平地面上匀速直线运动，弹簧测力计的示数为3N。若不计滑轮重、弹簧测力计重、绳重和滑轮摩擦，则下列说法正确的是( ???)
A.B受到的摩擦力为3N，方向水平向左???? B.滑轮移动的速度为0.4m/s????????
C.绳子拉物体A的功率为2W
D.在运动过程中若将拉力F增大到12N，弹簧测力计的示数仍为3N
例8：某学生发现在学校的水池中有一形状不规则且不吸水的小固体漂浮物，为了测定该物体密度，他同小组的几个同学找来了弹簧测力计、滑轮、塑料吸盘、细线等器材，进行了如下实验。
(1)如图甲所示,擦干该物体,静止时读出弹簧测力计的示数为F1；
(2)如图乙所示,将滑轮的轴固定在吸盘的挂钩上,挤出吸盘内部的空气,吸盘在___的作用下被紧紧压在烧杯底部,在烧杯中倒人适量的水,将该物体放入水中后,如图丙所示,用弹簧测力计继续拉,将该物体___为止,读出弹簧测力计的示数为F2。
(3)则该物体的密度ρ=___.(已知水的密度为ρ水,忽略绳重与摩擦,用字母表示物体的密度.)
(4)为确保实验成功，请你提出一条合理的建议：__ _.
例9：如图所示，分别用甲、乙两个滑轮组，在5s内将重为100N的物体G匀速提升2m，每个滑轮的重均为10N．不计绳重及摩擦，此过程中（ ） A. F甲小于F乙 B. 甲的机械效率小于乙的机械效率 C. F甲做的功小于F乙做的功 D. F甲做功的总功率等于F乙做功的总功率
例10：某实验小学的同学们在探究“斜面的机械效率”实验时。用弹簧测力计沿斜面匀速向上拉动物块，收集了下表中的实验数据。
实验次数
斜面倾斜程度
物块重力G/N
斜面高度h/m
拉力F/N
斜面长度S/m
机械效率η
1
较缓
5
0.2
2.4
1
41.7%
2
较陡
5
0.5
3.2
1
78.1%
3
最陡
5
0.7
4.3
1
81.4%
(1)分析表中的数据可得出：在其它条件一定时，斜面越缓，机械效率越___；
(2)第2次实验中，小木块受到的摩擦力大小为___牛；
(3)该小组又进行了第4次实验，他们在斜面上铺上棉布，使斜面变粗糙，保持斜面高和长分别是0.5m和1m，用弹簧测力计拉动同一物块沿斜面向上做匀速直线运动，读出此时弹簧测力计的示数为4.5N，把第4次与第2次测量结果进行计算分析比较，所得结论___ .
例11：如图所示：已知吊筐重150N，人重520N，每个滑轮重50N，人对绳的拉力至少是
___才能提升自己，这时人对筐的压力是___
例12：如图所示，金属块的质量为60kg，某人用滑轮组将金属块从水中匀速提起，金属块在水面下10s内上升了5m，此时某人作用在绳自由端的拉力F是120N，金属的密度为3×103kg/m3不计绳重和滑轮组机械内部的摩擦及金属块在水中受到的阻力．（g取10N/kg）．求：
（1）金属块没有露出液面之前，拉力F的功率；
（2）金属块出水前后滑轮组的机械效率之比。
精选习题
1.（2017·台州）小柯用图中提升重为400牛的物体，不计摩擦和滑轮自重，下列说法正确的是（ ）
A、两个滑轮均为定滑轮 B、人将绳子拉过1米，物体也上升1米 C、物体匀速上升时，人对绳子的拉力为200牛 D、使用该装置不能省力，但能改变力的方向
2.（2017·宁波）如图所示，用同一个动滑轮先后提升同一物体，使物体以相同速度匀速上升相同的高度，所用的力分别是F甲和F乙 ， 拉力做功的功率分别是Ｐ甲和P乙。若不计摩擦、动油轮重和绳重，则F甲与F乙、Ｐ甲与P乙之间的大小关系是（ ）
A、F甲F乙? Ｐ甲>P乙 C、F甲>F乙? Ｐ甲=P乙???????? D、F甲3.（2017?温州）小明在按压式订书机的N点施加压力，将订书针钉入M点下方的纸张中，能正确表示他使用该订书机时的杠杆示意图是（? ）
A、 B、 C、 D、
4. 如右图所示，一根可绕O点转动的均匀硬棒重为G，在棒的一端始终施加水平力F，将棒从图示．位置缓慢提起至虚线位置的过程中( )
A．F的力臂变小，F的大小变大
B．F的力臂变大，F的大小变小
C．重力G与它的力臂乘积保持不变
D．重力G与它的力臂乘积变大
5.下列做法，不能够改变滑轮组机械效率的是（ ）
A.用大小相等的塑料动滑轮代替铸铁动滑轮 B.给定滑轮的轴加润滑油 C.改变重物提升的高度 D.改变被提升的物重
6.如图为三种滑轮组装方法，每只滑轮的质量相等，绳子重力和体系内的摩擦忽略不计，用这三套滑轮组在相同的时间内把质量相同的重物提升到同一高度，则(? )
A.动力大小：F甲＞F乙＞F丙????????????????????????????????? B.动力所做的功大小：W甲＜W乙＜W丙 C.动力做功的功率大小：P甲＞P乙＝P丙???????? D.机械效率大小：η甲＝η乙＝η丙
7、如图所示,整个装置处于静止状态,重力和摩擦不计,弹簧测力计A. B.?C的示数分别为FA、FB、FC，则可以判断( )
A.?3FA=2FB=FC B.?6FA=3FB=2FC C. 弹簧测力计A对墙壁的拉力大于FA D. 弹簧测力计B对墙壁的拉力小于FB
8、如图所示，用甲、乙两种装置分别将重1N的物体匀速提升相同的高度，滑轮重0.2N，不计摩擦和绳重，所用的拉力分别是F甲和F乙，机械效率分别是η甲和η乙，则（ ） A. F甲＞F乙 B. F甲=F乙 C. η甲＞η乙 D. η甲＜η乙
9.（2017?嘉兴）如图是一种切甘蔗用的铡刀示意图。下列有关说法正确的是（? ）
A、刀刃很薄可以增大压力 B、铡刀实质上是一种费力杠杆 C、甘蔗放在a点比b点更易被切断 D、手沿F1方向用力比沿F2方向更省力
10.（2017?绍兴）如图甲是制作面团的情景，把竹竿的一端固定在绳扣中，人骑在另一端施加一个向下的大小为F的力，面团被不断挤压后变得更有韧性，图乙为压面团原理图。关于压面团过程的叙述正确的是（?? ）
A、面团对杆的作用力方向向下 B、面团对杆的作用力大小等于F C、面团被压扁说明力能使物体发生形变 D、A点向下移动的距离小于B点向下移动的距离
11.小翔同学利用课余时间制作图示一款捕鼠器。将一块木板用铰链固定在桌边的O点，木板能绕O点转动，食饵放于A点，A的下方放一水桶，木板经打蜡后，很光滑。捕鼠器的工作原理是 ，木板的重心位于 （选填“O点”、“略偏O点左侧”或“略偏O点右侧”）。?
12.用如图所示的机械拉着400N的物体在水平地面上匀速运动，物体受到的摩擦力为100N，绳子末端的水平拉力为50N，则滑轮组的机械效率为 。若物体运动的速度为0.2m/s，则10s内拉力做功 J。
13.（2017?杭州）小金将长为0.6米、质量可忽略不计的木棒搁在肩上，棒的后端A挂一个40牛的物体，肩上支点O离后端A为0.2米，他用手压住前端B使木棒保持水平平衡，如图所示。小金的质量为50千克，则此时手压木棒的力大小为 牛，肩对木棒的支持力大小为 牛，人对地面的压力大小为 牛（g=10牛/千克）。
14.如图所示，物体A的质量m =20kg，在30 N的水平拉力F的作用下，物体A以0.4m/s的速度在水平面上做匀速直线运动，忽略滑轮与绳子的摩擦力以及滑轮、弹簧测力计和绳子所受的重力，并且绳子足够长。
(1)物体A与水平面间摩擦力为 N；
(2)拉力F做功的功率 W；
(3)如果将水平拉力F增加到60N，使物体A向右运动，此时物体A与水平面间摩擦力为 N
15.简单机械在我们的生活中应用广泛。请回答下列有关问题：
(1)如图甲，物体处于静止状态，若滑轮重为0.4N，则物体的重力是 N（不计摩擦和绳子的自重），当弹簧秤往上提升20cm，物体被提升了 cm。
(2)如图乙是一把剪刀，在使用过程中要达到相对省力的效果，则被剪物体应放在 点（填字母A或B）。
16、如图所示，AOB?为一杠杆（质量忽略不计），A端悬挂一物体，并浸没在饱和的氯化钠溶液中，B端施加一竖直向下的力F使杠杆处于水平平衡状态。若在恒温条件下蒸发烧杯中的水分（物体未露出液面），此时杠杆将 (填“左端向下倾斜”、“右端向下倾斜”或“继续水平平衡”)。若在恒温条件下向烧杯内溶液中加入蒸馏水，若杠杆仍水平平衡，则拉力F将 (填“变大”、“不变”或“变小”)。
17、如图所示，AOB为轻质杠杆，O为支点，OA=OB，在杠杆的B端挂一重20N的物体，要使杠杆在图示位置平衡，则在A端施加的力F至少为 N。并把这个力的作用线在图上画出。
18、如图是某实验小组探究“斜面机械效率与斜面的倾斜程度的关系”的实验装置。实验时它们用弹簧测力计拉着同一物块沿粗糙程度相同的斜面向上做匀速直线运动。实验部分数据如下表：
实验
次数
斜面倾斜程度
物重G/N
斜面高度h/m
沿斜面拉力F/N
斜面长S/m
机械效率η
1
较缓
10
0.1
1
28%
2
较陡
10
0.2
5
1
3
最陡
10
0.3
6
1
50%
(1)在第1次实验中，弹簧测力计的示数为图所示，此时拉力为 N 。
(2)在第2次实验中，斜面的机械效率为 。
(3)分析表格中的数据还可以得出结论：在斜面粗糙程度相同时，斜面越陡，机械效率越 (填“高”或“低”).
(4)分析表格中的实验数据还可推知：在高度相同时，斜面越长越 (填“省力”或“费力”).
19、如图所示，利用滑轮组装置匀速拉动水平面上的物体．已知物体在水平面上受到的滑动摩擦力为重力的0.1倍，物体被匀速拉动的距离为1m．当物体质量为2kg时，滑轮组的机械效率为50%，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦力．求：
（1）物体质量为2kg时，在水平面上受到的滑动摩擦力；
（2）动滑轮的重力；
（3）物体质量为10kg，以0.1m/s的速度匀速运动时，拉力F的功率。
20、如图所示,杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中,杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动,BC=0.2m.细绳的一端系在杠杆的A端,另一端绕过动滑轮固定在天花板上,物体E挂在动滑轮的挂钩上。浸没在水中的物体H通过细绳挂在杠杆的D端,动滑轮的质量m0=3kg,物体E的质量为15kg.物体H的密度ρ=1.3×103kg/m3，AD=1.0m，CD=0.3m，杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计，g取10N/kg.求：
(1)杠杆A端受到细绳的拉力为多大?
(2)当AD杆水平平衡时，杠杆D端受到绳子拉力的最大值?
(3)要使AD杆水平平衡，浸没在水中的物体H的体积应满足什么条件?
拓展提高
1、图1为工人师傅用于推车运送纯净水的图片，对于这两种方法中哪种方法比较省力的判断，下列说法中正确的是 ( )
A.图甲的方法比较省力。
B.图乙的方法比较省力。
C.图甲和图乙两种方法所用力的大小相等。
D.无法判断。
2、如图所示，两根硬杆AB、BC用铰链连接于A、B、C，整个装置处于静止状态。关于AB杆对BC杆作用力的方向正确的是（ ）
A．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由A指向B
B．若计AB杆重力，而不计BC杆重力时，由C指向B
C．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向A
D．若不计AB杆重力，而计BC杆重力时，由B指向C
3、两个人共同搬一个50千克质量分布均匀的木箱上楼梯，如图所示。木箱长1.25米，高0.5米；楼梯和地面成45°，而且木箱与楼梯平行。如果两人手的用力方向都是竖直向上的，那么在下面的人对木箱施加的力与上面的人对木箱施加的力的比值是 ( )
A．8/3 B．7/3 C．5/3 D．5/4
4、如图所示，把同一物体沿斜面BA和CA分别拉到顶端A，若沿斜面的拉力F1=F2，则斜面两边的机械效率ηB、ηC和的大小关系是( )
A．ηB＜ηC B．ηB=ηC C．ηB＞ηC D．不能确定
5、如图所示的装置中，均匀木棒AB的A端固定在铰链上，悬线一端绕过某定滑轮，另一端 套在木棒上使木棒保持水平，现使线套逐渐向右移动，但始终保持木棒水平，则悬线上的拉力（棒和悬线均足够长）（ ）
A．逐渐变小 B．逐渐变大
C．先逐渐变大，后又变小 D．先逐渐变小，后又变大
6、如图所示，要把一个质量是360kg的贵重物品A，沿水平地面移动100m，为保护该物品，工人把它放在一个质量是40kg、底面积为0.5m2的木板B上，A、B接触面粗糙程度相同。然后用F=300N的水平拉力将木板B沿直线匀速拉动，直至终点。在匀速拉动B的过程中，B对地面的压强是 Pa，A、B之间的摩擦力是 N，拉力F做的总功是 J，在拉力F做功的过程中，机械效率是 。（提示：滑动摩擦力的大小与压力的大小成正比：g=10N/kg）
7、斜面上有一个重为100 N的箱子A，通过定滑轮与重60 N的重物B相连，在3 s内物体A沿斜面匀速向上滑动了1.5 m，此重物B落地，箱子A又经过0.2 s向前滑动了20 cm停下来。若斜面长5米，高2米，则箱子与斜面间的滑动摩擦力是
牛；在箱子滑动过程中重物B共对箱子做了 90 焦的功；重物B对箱子A做功的功率是 瓦。(忽略绳重及滑轮的摩擦力)
8、在如图所示的装置中，A、B是动滑轮，C是定滑轮，D是轮轴，D的轮半径R=10厘米，轴半径r=5厘米，物重G=500牛顿，每个动滑轮重P=50牛顿。如果不计绳重和摩擦，各段绳的方向保持相平行，那么，为把重物提起，作用在轮上的动力F至少 N，重物提起0.1米，动力F的作用点要移动 米，该装置的机械效率是 。
9、从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F1作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F2作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F1方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。
(1)在丙图中画出F2力臂L2。
(2)当α角增大时， F1 （变大/不变/变小）。
(3)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以下分析可得， （甲/乙）图中的姿势比较正确。
10、如图3是利用电子秤显示水库水位装置的示意图。该装置主要由不计重力的滑轮C、D，长方体物块A、B以及轻质杠杆MN组成。物块A通过细绳与滑轮C相连，物块B通过细绳与杠杆相连。杠杆可以绕支点O在竖直平面内转动，杠杆始终在水平位置平衡，且MO∶ON=1∶2。已知物块A的密度为1.5×103kg/m3，底面积为0.04m2，高1 m ，物块B的重力为100N。滑轮与转轴的摩擦、杠杆与轴的摩擦均忽略不计，g取10N/kg。求：
（1）当物块A的顶部刚没入水面时，底部受到水的压强大小；
（2）当物块A的顶部刚没入水面时，物块A所受的拉力大小；
（3）若水位发生变化，当电子秤的示数为55 N时，求物块A浸入水中的深度。
