如圖所示,正方體合金塊A的邊長為0.2m,把它掛在以O(shè)為支點的輕質(zhì)杠桿的M點處,在A的下方放置一個由同種材料制成的邊長為0.1m的立方體B,物體B放置在水平地面上;OM:ON =1:3。一個重為640N的人在杠桿的N點通過滑輪組(每個滑輪的自重均為20N)用力F1使杠桿在水平位置平衡,此時A對B的壓強(qiáng)為=1.4×104Pa,人對水平地面的壓強(qiáng)為=1.45×104Pa;若人用力F2=80N仍使杠桿在水平位置平衡,此時物體B對地面的壓強(qiáng)為。已知人單獨站在水平地面上,對地面的壓強(qiáng)為1.6×104 Pa。(g取10N/kg)求:

(1)力F1的大小;

(2)合金塊的密度;

(3)壓強(qiáng)的大小

 

【答案】

(1)60N(2) (3) 7500pa

【解析】

試題分析:(1)根據(jù)壓強(qiáng)的變形公式計算出人與地面的接觸面積,然后再根據(jù)計算出拉力F的大。

(2)先跟據(jù)杠桿平衡的條件計算出FA,然后再根據(jù)求出金屬塊的重力,再利用密度公式計算出密度的大;

(3)根據(jù)杠桿平衡的條件計算出FA,然后再根據(jù)二力平衡的條件計算出壓力,根據(jù)G=mg求出B的質(zhì)量,最后利用求出壓強(qiáng)的大小。分別取人、滑輪、杠桿、物體A、B為研究對象,其受力情況如圖1~4所示。

(1)取人為研究對象,其受力情況如圖1所示:

,所以,人與地面的接觸面積為

,

人對繩的拉力為 

(2) 取滑輪為研究對象,其受力情況如圖2所示:

,

所以,繩對滑輪向下的拉力

取杠桿為研究對象,其受力情況如圖3所示:杠桿在水平位置平衡時,

有:

所以,杠桿通過繩子對物體A向上的拉力為:

取物體A為研究對象,其受力情況如圖4所示:

    

 

(3)分別取滑輪、杠桿、物體A、B為研究對象,其受力情況如圖5~8所示。

圖5中,當(dāng)人用的力向下拉繩時,

,所以, 

圖6中,因杠桿在水平位置平衡

圖7中,

圖8中,地面對B的支持力為

所以,物體B對地面的壓強(qiáng)為   

考點:此題考查的是力學(xué)的綜合計算。

點評:會根據(jù)杠桿平衡的條件計算力的大小,會熟練應(yīng)用密度計算公式,會靈活應(yīng)用壓強(qiáng)的計算公式。

 

練習(xí)冊系列答案
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(1)力F1的大;
(2)合金塊的密度;
(3)壓強(qiáng)p的大小.

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(1)力F1的大;
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