Question

14．如圖所示是常見的引民地牌，放在室外時，在大風(fēng)過后有時會被吹倒，小徐很想了解原因．他通過測量了解到牌高120厘米，牌寬為100厘米，支架高60厘米，支架接觸地面的寬度50厘米，整塊牌的質(zhì)量為18千克；根據(jù)所測數(shù)據(jù)小徐粗略繪制出指示牌的側(cè)視圖（見圖）．假設(shè)支架質(zhì)量忽略不計，請回答：
（1）要吹倒豎直放置的引導(dǎo)牌，風(fēng)對引導(dǎo)牌的風(fēng)壓（每平方米面積受到的壓力）至少為多少？
（2）為避免引導(dǎo)牌在室外經(jīng)常被風(fēng)吹倒，你提出的改進建議是增加支架的寬度、降低支架的高度、在支架A點附近，加壓一個重物．

Answer 1

分析 （1）已知整塊牌的質(zhì)量可求得其重力，根據(jù)牌高120厘米，牌寬為100厘米可求得其面積，利用杠桿平衡條件可求得F₁，然后利用p=$\frac{F}{S}$可求得風(fēng)對引導(dǎo)牌的風(fēng)壓（每平方米面積受到的壓力）至少為多少；
（2）解決此題需要知道物體的重心越低，物體越穩(wěn)定．

解答 解：（1）G_牌-m_牌g=18kg×10N/kg=180N，
根據(jù)杠桿平衡條件F₁L₁=F₂L₂，
F₁×（$\frac{120}{2}$cm+60cm）=180N×$\frac{50}{2}$cm，
解得F₁=37.5N，
S=1.2m×1m=1.2m₂，
風(fēng)壓p=$\frac{{F}_{1}}{S}$=$\frac{37.5N}{1.2{m}^{2}}$=31.25Pa，
（2）因為物體的重心越低，它越穩(wěn)定，故可以增加支架的寬度、降低支架的高度、
在支架A點附近，加壓一個重物，從而可以降低重心，不易刮倒．如圖所示：
答：（1）風(fēng)對引導(dǎo)牌的風(fēng)壓（每平方米面積受到的壓力）至少為31.25Pa，
（2）增加支架的寬度、降低支架的高度、在支架A點附近，加壓一個重物．

點評 此題考查的是關(guān)于壓強的計算、杠桿平衡條件和重心在生活中的應(yīng)用，屬于物理聯(lián)系生活實際的題目，是中考的熱點．