如图1所示为油田挖掘石油的抽油系统由抽油机、杆和泵等部分所组成．泵的原理与活塞式抽水机相似；机经过杆带动的活塞上下往复运动将油层中的原油抽

  （l）抽油机的结构如图2甲所示．电动机带动曲柄滚动，经过连杆推进游梁和驴头绕支点O往复滚动．驴头的外侧为一段以O为圆心的圆弧，它能确保游梁滚动时，上端固定在驴头外侧某一点上的钢丝绳对悬点的拉力一直在同一条竖直线上．

  已知驴头外侧圆弧的半径为L1，支点O到连杆和游梁衔接处的（沿游梁方向）长度为L2．游梁和驴头遭到的总重力为G，支点O到游梁和驴头的重心的（沿游梁方向）长度为L3．

  若当驴头经过钢丝绳拉动悬点坚持停止、悬点处遭到竖直向下的拉力为F、游梁和水平线的夹角为θ时，连杆对游梁的拉力方向竖直向下，请你求出该拉力的巨细．

  ①抽油泵包含活塞、排出阀、吸入阀、油管等组成部分，请阐明抽油泵的作业原理．

  ②因为油层内的压强，当套管刺进油层时，原油的液面会主动上升到必定高度．再经过抽油泵，可进一步将原油吸至地上．用回声仪能够测出原油液面距地上的深度．在套管中刺进油管时，需确保抽油泵一直在原油液面之下．

  已知在某油田，地上的回声仪宣布声波，时刻后接收到回声（空气中声速为v）；

  ，原油的密度为ρ．现要将原油抽至地上，抽油杆和活塞匀速上升时，遭到的总摩擦阻力为f．请别离预算当抽油杆匀速竖直向上提高、匀速竖直下降时，悬点处遭到竖直向下的拉力（套管和油管中，原油液面上方的气压相同；地上下的抽油杆长度远大于悬点距地上的高度）．

  （1）因为钢丝绳对驴头的拉力（以及摩擦力）一直沿切线方向，故钢丝绳拉力（以及摩擦力）对支点O的力臂一直为L1，故T连杆=L2cosθ=FL1+L3cosθ，T连杆=FL1+GL3cosθL2cosθ；（2）①活塞向上运动时，因为活塞上方液...

  （1）钢丝绳对驴头的拉力（以及摩擦力）一直沿切线方向，所以拉力（以及摩擦力）对支点O的力臂不变，游梁和水平线的夹角为已知，依据力的平衡和余弦定理计算出拉力巨细；

  ②Ⅰ当抽油杆匀速竖直向上提高时，活塞遭到的重力远小于抽油杆的重力，可疏忽，所以悬点的拉力等于抽油杆遭到的重力lmg、加上活塞上方的原油遭到的总重ρ（S2-S1）lg、加上总摩擦力f1（方向与相对运动方向相反，竖直向下）、并减去套管中高出活塞的原油液柱给活塞向上的压力ρg（l-h）S2；据此回答；

  Ⅱ当抽油杆匀速竖直下降时，悬点的拉力等于抽油杆遭到的重力lmg、减去总摩擦阻力f2（方向与相对运动方向相反、竖直向上）、减去抽油管中的原油对抽油杆的浮力ρglS1；据此回答．

  考点点评：本题考察了所学物理常识在实际生活中的使用，是一道比赛标题，难度较大，不易了解．