如圖所示,AOB是可繞O點(diǎn)無摩擦轉(zhuǎn)動的輕桿,A端掛重300N的物塊,AO與OB長度之比為5:4.重550N的人始終沿豎直方向拉掛在B端的輕環(huán).要使輕桿水平平衡,人應(yīng)施加拉力為
375
375
N,與水平平衡相比,當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時,人對地面的壓力將
不變
不變
(選填“變大”、“變小”、或“不變”),A端所掛物體的重不能超過
440
440
N.
分析:(1)杠桿在水平位置平衡,知道動力臂和阻力臂的關(guān)系,以及在A點(diǎn)施加大小,利用杠桿的平衡條件F1L1=F2L2計(jì)算出杠桿B點(diǎn)人應(yīng)施加拉力.
(2)當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時,兩力臂的比值不變,A的重力不變,根據(jù)杠桿的平衡條件可知人的拉力大。
(3)人能施加的最大拉力等于他的重力,由杠桿平衡條件可以求出在A端懸掛的最大物重.
解答:解:(1)要使輕桿水平平衡,根據(jù)杠桿平衡條件F1L1=F2L2可知:則G×OA=F×OB,
∵AO:OB=5:4,G=400N,∴F=
OA
OB
G=
5
4
×300N=375N,
(2)當(dāng)輕桿在圖中虛線位置平衡時,傾斜后力臂都變小,但兩力臂的比值不變,
仍為5:4.A的重力不變,根據(jù)杠桿的平衡條件可知人的拉力不變.
(3)人對杠桿施加的最大拉力F=G=550N,由杠桿平衡條件可得:
G×OA=F×OB,則物體的最大重力G=
OB
OA
F=
4
5
×550N=440N;
故答案為:375;不變;440.
點(diǎn)評:杠桿在水平位置平衡后,支點(diǎn)到力的作用線的距離就是力臂,這點(diǎn)是考查的重點(diǎn),也是學(xué)生容易忽視的地方.
練習(xí)冊系列答案
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(2009?海淀區(qū)二模)如圖所示為一種蓄水箱的放水裝置,AOB是以O(shè)點(diǎn)為轉(zhuǎn)軸的輕質(zhì)杠桿,AO呈水平狀態(tài),A、O兩點(diǎn)間距離為40cm,B、O兩點(diǎn)的水平距離為10cm,B、O兩點(diǎn)的豎直距離為7cm.A點(diǎn)正下方的Q是一個重為5N、橫截面積為200cm2的蓋板(蓋板恰好能堵住出水口),它通過細(xì)繩與杠桿的A端相連.在水箱右側(cè)的水平工作臺上,有一質(zhì)量為60kg的人通過滑輪組拉動系在B點(diǎn)呈豎直狀態(tài)的繩子,從而可以控制水是否能從出水口流出.若水箱中水深為50cm,當(dāng)蓋板恰好要被拉起時,人對繩子的拉力為F1,工作臺對人的支持力為FN1;若水箱中水深為100cm,當(dāng)蓋板恰好要被拉起時,人對繩子的拉力為F2,工作臺對人的支持力為FN2.已知FN1與FN2之比為69:77,蓋板的厚度、繩重及滑輪的摩擦均可忽略不計(jì),人對繩的拉力與人所受重力在同一直線上,取g=10N/kg.求:
(1)當(dāng)水箱中水深為50cm時,蓋板上表面所受水產(chǎn)生的壓強(qiáng);
(2)人對繩子的拉力F1的大。
(3)若與杠桿A、B兩端連接的細(xì)繩足夠結(jié)實(shí),而人拉滑輪組的繩子所能承受的最大拉力為330N,則為能實(shí)現(xiàn)使用圖中的裝置放水,水箱中水的最大深度不得超過多少?

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(1)動滑輪所受的重力
(2)F1:F2
(3)當(dāng)水位至少達(dá)到多高時,人無法拉起蓋板.

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(1)當(dāng)水箱中水深為80cm時,蓋板上表面所受水的壓強(qiáng);
(2)動滑輪的總重G

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