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“∩”

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2m，OD、OE的长度分别为3m、6m．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25t，总体积为24.5m ³ ．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

（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：
F ₂ =G=mg=25×1000kg×10N/kg=2.5×10 ⁵ N，
深潜器入水后，BE的拉力：
F ₂ ′=G-F _浮 =G-ρ _水 gV _排 =2.5×10 ⁵ N-1.0×10 ³ kg/m ³ ×10N/kg×24.5m ³ =5×10 ³ N，
根据杠杆平衡条件，深潜器入水前，两根伸缩杆的总拉力：
F ₁ = (F2 L2)/(L1) = (2.5×105 N×6m)/(2m) =7.5×10 ⁵ N，
深潜器入水后，两根伸缩杆的总拉力：
F ₁ ′= (F2 ′ L2)/(L1) = (5 ×103 N×6m)/(2m) =1.5×10 ⁴ N，
两根伸缩杆的总拉力最多减少：
△F=F ₁ -F ₁ ′=7.5×10 ⁵ N-1.5×10 ⁴ N=7.35×10 ⁵ N．
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7.35×10 ⁵ N．