Question

8．如圖所示，輕質(zhì)木桿AB可以繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=3OB，B端細(xì)線下方掛著一個(gè)重100N，邊長為10cm的正方體重物靜止在水平地面上．某同學(xué)在A端施加一豎直向下、大小為20N的動(dòng)力F使木桿在水平位置靜止，則此時(shí)重物對水平地面的壓強(qiáng)為4×10³ Pa，此木桿為省力（選填“省力”、“費(fèi)力”或“等臂”）杠桿．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿的平衡條件，求出繩子作用在杠桿B端的力大小，分析A的狀態(tài)和受力情況，根據(jù)力的作用相互性，求出物體對地面的壓力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求重物對水平地面的壓強(qiáng)；
（2）從動(dòng)力臂與阻力臂的大小關(guān)系確定杠桿的類型可．

解答 解：（1）以杠桿為研究對象，O為支點(diǎn)，杠桿A端受到豎直向下的拉力F_A和B端受到繩子施加的豎直向下的拉力F_B，
杠桿靜止不動(dòng)，即處于平衡狀態(tài)，
根據(jù)杠桿的平衡條件有：F_A×OA=F_B×OB，
則F_B=$\frac{{F}_{A}×OA}{OB}$=3F_A=3×20N=60N；
力的作用是相互的，杠桿B端受到豎直向下的繩子拉力為60N，
則繩子豎直向上拉正方體的力為F_拉=60N，
以正方體為研究對象，還受到豎直向上的支持力和豎直向下的重力，
因物體處于平衡狀態(tài)，受到平衡力的作用，重力等于拉力與支持力之和，
故水平地面對A的支持力：
F′=G-F_拉=100N-60N=40N；
根據(jù)力的作用是相互的，物體對支持面的壓力F=F′，
受力面積S=0.1m×0.1m=0.01m²；
則此時(shí)重物對水平地面的壓強(qiáng)為：
p=$\frac{F}{S}=\frac{40N}{0.01{m}^{2}}$=4×10³Pa；
（2）由圖示情況可知，O為支點(diǎn)，AO為動(dòng)力臂，BO為阻力臂，因?yàn)閯?dòng)力臂大于阻力臂，所以此木桿為省力杠桿．
故答案為：4×10³； 省力．

點(diǎn)評 這是一道綜合性較強(qiáng)的題目，考查杠桿的平衡條件、力的平衡、作用力和反作用力及壓強(qiáng)的計(jì)算及杠桿類型的判斷．確定研究對象，正確進(jìn)行受力分析是關(guān)鍵．