Question

5．運用知識解決問題：

（1）活塞式抽水機工作原理如圖1所示，提起活塞時，閥門A關(guān)閉，管外的水在大氣壓的作用下進入圓筒．
（2）請畫出木塊在斜面上勻速下滑時的受力示意圖．
（3）如圖3，輕質(zhì)杠桿的OA：OB=3：2，物體M的重力為300N，小雨的重力為600N，雙腳與地面的接觸面積為0.04m²．小雨在A端施加豎直向上的力使杠桿水平平衡，求小雨對地面的壓強是多少？請寫出解題過程，并畫出與解題過程相應(yīng)的受力分析示意圖．

Answer 1

分析 （1）抽水機是利用大氣壓來抽水的，讀圖，根據(jù)其工作過程，可具體描述其工作過程中如何利用大氣壓的作用將水抽上來．
（2）力的示意圖就是將力的大小、方向和作用點表示在圖上；分析A受到的力，受重力、支持力，在下滑時還受摩擦力的作用，摩擦力方向與物體運動方向相反，沿斜面向上．
（3）根據(jù)杠桿的平衡條件求出小雨在A端施加的向上的力；對小明受力分析，求出小明對地面的壓力；根據(jù)壓強公式求出地面受到的壓強．

解答 解：（1）讀圖可知，如圖1，當(dāng)提起活塞時，閥門A關(guān)閉，大氣壓迫使水推開閥門B，進入圓筒；
（2）A受重力、支持力和摩擦力的作用，重力方向豎直向下，支持力垂直于物體的下表面指向物體，摩擦力方向沿斜面向上，如圖所示：
；
（3）由杠桿的平衡條件可知，小雨施加的豎直向上的力的大小為：
F=$\frac{G{L}_{OB}}{{L}_{OA}}$=300N×$\frac{2}{3}$=200N；
小雨受到重力、支持力和A對小明向下的壓力的共同作用，由于物體間力的作用是相互的，小明對A施加200N的豎直向上的力，則小明受到200N的豎直向下的壓力；如圖所示：

則小雨對地面的壓力即地面對小明的支持力為：F'=600N+200N=800N；
則小雨對地面的壓強是：p=$\frac{F'}{S}$=$\frac{800N}{0.04{m}^{2}}$=2×10⁴Pa．
故答案為：（1）A；大氣壓；（2）如圖；（3）見解析．

點評 本題考查了抽水機的工作原理、力的示意圖的畫法、杠桿的平衡條件、壓強的計算，是一道基礎(chǔ)題．