Question

3．如圖所示，質(zhì)量為80kg，邊長為20cm的正方體物塊A置于水平地面上，通過繩系于輕質(zhì)杠桿BOC的B端，杠桿可繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，且BC=3BO．在C端用F=120N的力豎直向下拉杠桿，使杠桿在水平位置平衡，且繩被拉直：（繩重不計(jì)，g取10N/kg） 求：此時(shí)
（1）繩對B端的拉力F_拉；
（2）物體A對地面的壓強(qiáng)p．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)杠桿的平衡條件求出繩對杠桿B端的拉力；
（2）物體A靜止，處于平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力，對物體A受力分析可知，受到豎直向上的拉力和支持力、豎直向下的重力，根據(jù)力的平衡條件求出支持力，根據(jù)相互作用力求出壓力，根據(jù)面積公式求出A的底面積即為受力面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出此時(shí)物體A對地面的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）由杠桿平衡條件有：F_拉×BO=F×OC，
由BC=3BO，可得OC=2BO，
則F_拉=$\frac{F×OC}{BO}$=$\frac{120N×2BO}{BO}$=240N；
（2）物體A的重力：
G=mg=80kg×10N/kg=800N，
對靜止的物體A受力分析可知：受到豎直向上的拉力和支持力、豎直向下的重力，
由力的平衡條件可得，物體A受到的支持力，
F_支持=G-F_拉=800N-240N=560N，
因物體A對地面的壓力和地面對物體A的支持力是一對相互作用力，
所以，物體A對地面的壓力：
F_壓=F_支持=560N，
受力面積：
S=20cm×20cm=400cm²=0.04m²，
A對地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{560N}{0.04{m}^{2}}$=1.4×10⁴Pa．
答：（1）繩對杠桿B端的拉力為240N；
（2）此時(shí)物體A對地面的壓強(qiáng)為1.4×10⁴Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了二力平衡條件、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，關(guān)鍵是利用好力的平衡條件和相互作用力的關(guān)系，分清各力之間的關(guān)系是關(guān)鍵．