30.
(2024九上·梁溪月考)
如图是某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,杠杆可以绕O点在竖直平面内转动,OD的长度为4m。水平地面上的配重E通过细绳竖直拉着杠杆D端,配重E的质量m为150kg。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20kg,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竖直提升水中的圆柱体A。物体A完全在水中,以0.1m/s匀速上升的过程中,电动机H处绳子拉力的功率P
1为30W,滑轮组Y的机械效率为η
1 , 配重E对地面的压力为F
1;物体A以原来的速度匀速竖直上升,全部露出水面后继续匀速上升,电动机H处绳子拉力的功率升高至P
2为60W,滑轮组Y的机械效率为η
2 , 最终物体A停在空中某高度时,配重E对地面的压力为F
2。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的重量G
A为500N,F
1与F
2之比为5∶2,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。行走装置以0.03m/s的速度水平匀速移动到所需位置后停止。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。回答下列问题: