Question

某同學(xué)在探究運(yùn)動(dòng)的物體撞到障礙物時(shí)產(chǎn)生的撞擊力大小時(shí)，做了圖1所示的實(shí)驗(yàn)：用一張紙托著較重的砝碼在空中靜止時(shí)，紙沒有破，當(dāng)把砝碼從某一高度釋放下落砸在固定的紙上時(shí)，紙被砸破．這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明，豎直向下運(yùn)動(dòng)的物體遇到障礙突然停止運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的作用力要大于它自身的重力．
根據(jù)以上的背景材料和學(xué)過的知識(shí)回答下面的問題．圖2所示為一籃球框架的示意圖，筐板和球框總重為200N，為使其平衡，需在B處用螺釘把底座與地板固定，螺釘對(duì)底座施加向下的壓力為F₁；一個(gè)體重為600N的運(yùn)動(dòng)員跳起扣籃后抓住籃筐，為使籃球架不翻倒，在B處螺釘對(duì)底座施加向下的壓力為F₂．關(guān)于F₂的大小和F₁的關(guān)系，下列判斷正確的是（ ）

A．F₂=3F₁
B．F₂＞3F₁
C．F₂=4F₁
D．F₂＞4F₁

Answer 1

【答案】分析：籃球框架可以看作一個(gè)杠桿，如圖所示，O是支點(diǎn)，A處的力為動(dòng)力，B處的力是阻力；
由杠桿平衡條件，求出不考慮運(yùn)動(dòng)員的沖擊力時(shí)，F(xiàn)₂的大小和F₁的關(guān)系；當(dāng)考慮運(yùn)動(dòng)員的沖擊力時(shí)，A處的動(dòng)力增大，要使籃球框架平衡，B處的力應(yīng)變大．
解答：解：如圖示，O是支點(diǎn)，A處的作用力是動(dòng)力，B處的作用力是阻力，
當(dāng)籃球框架平衡時(shí)，動(dòng)力臂L_A與阻力臂L_B不變；
運(yùn)動(dòng)員沒有抓籃框時(shí)，動(dòng)力F_A=G_自重=200N，
不考慮運(yùn)動(dòng)員抓籃框時(shí)的沖擊力，
動(dòng)力F_A′=G_自重+G_{運(yùn)動(dòng)員}=200N+600N=800N，
由杠桿平衡條件得：
F_A×L_A=F₁×L_B，即200N×L_A=F₁×L_B ------①，
F_A′×L_A=F₂×L_B，即800N×L_A=F₂×L_B ------②，
解得：F₂=4F₁，
實(shí)際上，在運(yùn)動(dòng)員抓籃框時(shí)對(duì)籃框有個(gè)沖擊力，
考慮沖擊力時(shí)，動(dòng)力F_A′＞800N，因此F₂＞4F₁；
故選D．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，難度較大，解題時(shí)要注意，運(yùn)動(dòng)員抓籃框時(shí)，A處的受力大于運(yùn)動(dòng)員與籃板及籃框的重力之和，這是正確解題的關(guān)鍵．