Question

某工人通過如圖所示裝置提升重物，甲、乙為定滑輪（質(zhì)量不計(jì)），丙為動(dòng)滑輪，連接杠桿的繩子、人手中的繩子都豎直．當(dāng)工人對(duì)繩子施加豎直的拉力F₁時(shí)，工人對(duì)水平地面的壓力為200N，杠桿剛好在水平位置平衡，重物對(duì)水平地面的壓強(qiáng)為0.2×10⁴p_a．已知重物的底面積為0.5m²，AO=4BO，工人的質(zhì)量70kg，動(dòng)滑輪的質(zhì)量10kg，（不計(jì)繩重、滑輪與軸的摩擦、杠桿的重力，g取10N/kg）求：
（1）F₁為多少牛？（2）重物的重力為多少牛？

Answer 1

解：物體、人和杠桿受力情況如下：

根據(jù)題意可得：
G_人=70kg×10N/kg=700N，
G_動(dòng)=10kg×10N/kg=100N，
F_支=0.2×10⁴pa×0.5m²=1000N，
根據(jù)人、動(dòng)滑輪、杠桿以及物體受力示意圖可得：
人：700N=F₁+F′----①
動(dòng)滑輪：F₁=（F_A+100N）-----②
杠桿：F_A′×AB=F_拉′×OB------③
物體：G_A=1000N+F_拉-------④
∵F′=F_壓=200N
∴由①可得，F(xiàn)₁=500N；
將F₁=500N代入②得：F_A=900N；
又∵AO=4BO
∴由③得：F_A′×3OB=F_拉′×OB
即F_拉′=2700N；
將F_拉′=2700N 代入④得：G_A=3700N．
答：（1）F₁為500N；（2）重物的重力為3700N．
分析：分別對(duì)物體、人以及杠桿進(jìn)行受力分析，并畫出示意圖；然后分別求出人和動(dòng)滑輪的重力以及地面對(duì)物體的支持力；然后根據(jù)圖示分別得出各力之間的關(guān)系，
點(diǎn)評(píng)：此題涉及到的知識(shí)點(diǎn)不是很多，但是難度較大，畫出受力分析圖解答比較容易理解，另外，還需要列方程并求解，因此解答此題還要要求學(xué)生應(yīng)具備一定的學(xué)科綜合能力．