11. 如图甲所示是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔槔，左端悬挂配重，右端悬挂用于汲水的水桶，示意图如图乙所示. 不汲水时，桔槔左端的悬绳松弛，配重静止在水平地面；汲水时，先将右端悬挂水桶的杆子向下拉，使水桶在井中装满水，然后将悬挂水桶的杆子向上拉，使水桶提升到井外.（$g$取$10\ \mathrm{N/kg}$）
(1)配重是质量为$15\ \mathrm{kg}$、棱长为$0.1\ \mathrm{m}$的正方体，求配重对水平地面的压强.
(2)水桶容积为$80\ \mathrm{dm}^3$，求水桶在井水中所受的最大浮力.（不计水桶体积）
(3)若配重悬挂点$A$和水桶悬挂点$B$到桔槔的悬点$O$的距离满足$OA=2OB$，当质量为$30\ \mathrm{kg}$的小孩使用这种桔槔提水时，求配重的最大重力.（不计桔槔、水桶自重）

(1)配重对水平地面的压力$F = G=mg = 15\ kg\times10\ N/kg = 150\ N，$受力面积$S=a^2=(0.1\ m)^2 = 0.01\ m^2，$则配重对水平地面的压强$p=\frac{F}{S}=\frac{150\ N}{0.01\ m^2}=1.5\times10^4\ Pa。$ (2)当水桶恰好浸没时，其排开水的最大体积$V_{排}=V = 80\ dm^3 = 80\times10^{-3}\ m^3，$则水桶在井水中所受的最大浮力$F_{浮}=\rho_{水}V_{排}g = 1\times10^3\ kg/m^3\times80\times10^{-3}\ m^3\times10\ N/kg = 800\ N。$ (3)质量为30 kg的小孩受到绳的拉力、自身重力和地面的支持力三个力的作用，当地面对小孩的支持力为零时，绳对小孩的拉力$F_{拉}=G_{人}=m_{人}g = 30\ kg\times10\ N/kg = 300\ N，$最大配重下，此时刚好可以拉动配重从而打水，根据杠杆的平衡条件可得，$G_{配}l_{2}=F_{拉}l_{1}，$则配重的最大重力$G_{配}=\frac{F_{拉}l_{1}}{l_{2}}=\frac{F_{拉}\times OB}{OA}=\frac{300\ N\times1}{2}=150\ N。$

1. 使用下列简单机械匀速提升同一物体,其中所用动力最小的是(不计机械自重、绳重和摩擦)
( )

D

2. 使用下列简单机械匀速提升同一物体(不计机械重、绳重和摩擦),其中最省力的是 ( )

A

3. 如图甲、乙所示,小明分别利用滑轮组来提升物体,请帮他画出图中滑轮组最省力的绕线方法.

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4. 如图所示，用滑轮组沿水平方向拉动物体 A，请画出最省力的绕绳方法.