如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AO:OB=2:3,滑轮重为100N.当在B点施加大小为F=200N的竖直向下

如图所示杠杆AB可绕O点在竖直平面内转动,AO:OB=2:3,滑轮重为100N.当在B点施加大小为F=200N的竖直向下的拉力时,杠杆在水平位置平衡,此时边长为0.2m的正方体M对水平地面的压强为7500pa.(不计杠杆重、绳重和摩擦,图中各段绳子所受拉力均沿竖直方向)
求:
(1)此时正方体M对地面的压力FM
(2)杠杆A点所受绳的拉力FA
(3)物体M所受的重力GM
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cls-k 幼苗

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解题思路:(1)知道正方体M的边长,从而可以就算出正方体M与地面的接触面积,又知道正方体M对水平地面的压强,可利用公式F=PS计算出正方体M对地面的压力.
(2)杠杆在水平位置平衡,知道动力臂和阻力臂的关系,以及在B点施加大小,利用杠杆的平衡条件F1L1=F2L2计算出杠杆A点所受绳的拉力.
(3)首先对正方体M进行受力分析(如图所示):地面对M的支持力和正方体M的重力,各段绳子对正方体M的拉力,结合题目已知条件列出等式即可解答此题.


(1)∵S=0.2m×0.2m=0.04m2,P=7500pa
∴正方体M对地面的压力为:FM=PS=7500Pa×0.04 m2=300N.
(2)杠杆在水平位置平衡,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知(如图所示):
则FA×OA=F×OB,
∵AO:OB=2:3,F=200N,
∴FA×[2/3]0B=OB×200N,
则FA=300N.
(3)从图可知:各段绳子对正方体M的拉力FA′等于杠杆A点所受绳的拉力FA


即:FA'=FA=300N,
地面对M的支持力FM'等于正方体M对地面的压力FM
即FM'=FM=300N,
∵不计杠杆重、绳重和摩擦,
∴2FA'+FM'=GM+G
2×300N+300N=GM+100N,
GM=800N.
答:(1)此时正方体M对地面的压力FM为300N.
(2)杠杆A点所受绳的拉力FA为300N.
(3)物体M所受的重力GM为800N.

点评:
本题考点: 杠杆的平衡条件;动滑轮拉力的计算;压强的大小及其计算.

考点点评: 此题是一道力学综合题,考查了简单机械中的杠杆和滑轮知识,还有压强的计算等,利用杠杆平衡条件和压强的计算方法可解答此题.本题难度较大,是一道易错题.

1年前

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