如图是某科研小组设计的在岸边打捞水中物品的装置示意图.该装置由悬挂机构和提升装置两部分组成.悬挂机构由固定杆OD和杠杆BC构成,O为杠杆BC的支点,CO:OB=4:1.配重E通过绳子竖直拉着杠杆B端,其质量m
E=500kg.安装在杠杆C端的提升装置由支架、电动机Q、定滑轮K及动滑轮M构成.其中支架和电动机Q的总质量m
Q=12kg,定滑轮K和动滑轮M的质量均为m
.可利用遥控电动机拉动绳子,通过滑轮组提升浸没在水中的物品.在一次打捞一批实心金属材料过程中,金属材料浸没在水中匀速竖直上升,此时电动机Q牵引绳子的功率为P
1,绳子H端的拉力为F
1,金属材料上升速度大小为v
1,地面对配重E的支持力为N
1,滑轮组的机械效率为η
1;在金属材料全部露出水面后匀速竖直上升的过程中,绳子H端的拉力为F
2,地面对配重E的支持力为N
2,滑轮组的机械效率为η
2.已知F
1=200N,v
1=0.2m/s,η
2=95%,N
1:N
2=6:1,绳和杠杆的质量、捆绑金属材料的钢丝绳的质量和体积、滑轮与轴及杠杆支点处的摩擦、水对金属材料的阻力均可忽略不计,g取10N/kg.
求:
(1)金属材料浸没在水中匀速上升时电动机牵引绳的功率P
1;
(2)动滑轮M的质量m
;
(3)被打捞金属材料的密度ρ
金.
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