Question

【題目】如圖所示，是利用器械提升重物的示意圖．王師傅重，與地面的接觸面積為，動(dòng)滑輪重．當(dāng)滑輪下未掛重物時(shí)，王師傅用大小為的力勻速舉起杠桿的端，使杠桿在水平位置平衡時(shí)，他對(duì)地面的壓強(qiáng)；當(dāng)滑輪下加掛重物后，他用的力勻速舉起杠桿的端，使杠桿再次在水平位置平衡．假設(shè)王師傅用的力和繩端用的力始終沿豎直方向．（杠桿、繩重和機(jī)械間摩擦忽略不計(jì)，取）求：

（）王師傅自由站在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓強(qiáng)．

（）滑輪下未掛重物時(shí)，王師傅所用的力．

（）滑輪下所掛重物的重力．

Answer 1

【答案】(1)2×104Pa；(2)150N；(3)900N.

【解析】

（1）王師傅自由站在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)p=求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；

（2）當(dāng)滑輪下未掛重物時(shí)，根據(jù)F=pS求出王師傅對(duì)水平地面的壓力，根據(jù)王師傅對(duì)水平地面的壓力等于自身的重力加上杠桿的壓力，也是王師傅所用的力F1；

（3）當(dāng)滑輪下未掛重物時(shí)，由圖可知?jiǎng)踊�輪受到兩個(gè)相向上的拉力和豎直向下的重力，根據(jù)平衡條件求出繩子的拉力，根據(jù)杠桿的平衡條件求出力臂的關(guān)系，當(dāng)滑輪下加掛重物G后，根據(jù)杠桿的平衡條件求出繩子的拉力，把動(dòng)滑輪和重物看做整體，受到豎直向上兩股繩子的拉力，豎直向下動(dòng)滑輪和物體的重力之和，根據(jù)平衡條件求出物體的重力．

(1)王師傅自由站在水平地面時(shí)，對(duì)地面的壓力：

F=G=800N，

對(duì)地面的壓強(qiáng)：

p===2×104Pa；

(2)當(dāng)滑輪下未掛重物時(shí)，王師傅對(duì)水平地面的壓力：

F′=p′S=2.375×104Pa×4×102m2=950N，

因王師傅對(duì)水平地面的壓力等于自身的重力加上杠桿的壓力，

所以，王師傅所用的力：

F1=F′G=950N800N=150N；

(3)當(dāng)滑輪下未掛重物時(shí)，由圖可知?jiǎng)踊�輪受到兩個(gè)相向上的拉力和豎直向下的重力，

則繩子的拉力FB=G動(dòng)=×100N=50N，

由杠桿的平衡條件可得：F1OA=FBOB，

則===，

當(dāng)滑輪下加掛重物G后,由杠桿的平衡條件可得：F2OA=F′BOB，

則B繩子的拉力F′B=F2=×1500N=500N，

把動(dòng)滑輪和重物看做整體，受到豎直向上兩股繩子的拉力，豎直向下動(dòng)滑輪和物體的重力之和，

由平衡條件可得：2F′B=G動(dòng)+G，

則G=2F′BG動(dòng)=2×500N100N=900N.