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如图所示是起重机的结构示意图．用它把质量为2×103kg，底面积为1m2的货箱G匀速提起．（g取10N/kg）问：（1）当货箱静止于水平地面时，它对地面的压强是多少？（2）若把货箱匀速吊起3m，-物理
[db:作者]  2020-05-27 00:00:00  互联网

题文

如图所示是起重机的结构示意图．用它把质量为2×103kg，底面积为1m2的货箱G匀速提起．（g取10N/kg）问：
（1）当货箱静止于水平地面时，它对地面的压强是多少？
（2）若把货箱匀速吊起3m，起重机对货箱做了多少功？
（3）吊起货箱时，为使起重机不倾倒，在它右边加挂质量为多大的铁块？已知：OA=10m，OB=5m．（设起重机所受重力的作用线恰好通过O点）

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）物体受到的重力为：
G=mg=2×103kg×10N/kg=2×104N
对地面的压强为：
P=
F
S
=
G
S
=
2×104N
1m2
=2×104Pa；
（2）起重机对货物做的功为：W=Fs=Gh=2×103kg×10N/kg×3m=6×104 J．
（3）吊起货箱时，为使起重机不倾倒，则根据杠杆平衡条件得：
G×AO=G0×OB，
∴G0=
G×AO
OB
=
2×103×10N/kg×10m
5m
=4×104N，
∴m0=
G0
g
=
4×104N
10N/kg
=4×103kg．
答：（1）它对地面的压强为2×104Pa；
（2）起重机对重物做了6×104J的功；
（3）在它右边加挂质量为4×103kg的铁块．

据专家权威分析，试题“如图所示是起重机的结构示意图．用它把质量为2×103kg，底面积为1m..”主要考查你对  压强的大小及其计算，功的计算，杠杆的平衡条件  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

压强的大小及其计算功的计算杠杆的平衡条件

考点名称：压强的大小及其计算

  • 计算公式：
    P=F/S，式中p单位是：帕斯卡，简称：帕，1帕=1牛/米2，压力F单位是：牛；受力面积S单位是：米2。

  • 对压强公式的理解：
    1．此公式适用于任何情况，即固体、液体、气体的压强计算都可用此公式。

    2．此公式中各物理量单位分别是p→Pa、F→N、s→m2。在计算物体的压强时，只有当F的单位为N，S 的单位为m2时，压强的单位才能是Pa，因此在计算中必须统一单位。

    3．一张报纸平放时对桌子的压强约0．5Pa。成人站立时对地面的压强约为1．5×104Pa，它表示：人站立时，其脚下每平方米面积上，受到脚的压力为1．5× 104N。

    4．公式中的，是压力而不是重力。即使在某些情况下，压力在数值上等于物体所受的重力，也不应把公式直接写成，而应先注明F=G得：。

    5．公式中的受力面积S，是指受力物体发生形变的那部分面积，也就是两物体的实际接触面积，而不一定是受力物体的表面积。如图所示，一个圆台形物体置于水平地面上，分别采用A、B两种方式放置，对地面的压力不变，但图A中受力面积是S2，图B中受力面积为S1，而它们都与水平地面的面积大小无关。

    6.  由公式推导出F=pS和可用于计算压力和受力面积的大小。

    巧用求柱体压强：
      将一密度均匀、高为h的圆柱体放在水平桌面上，桌面受到的压强，所圆柱体(包括长方体、正方体等)产生的压强，只与固体的密度和高度有关，而与固体的重力、体积和底面积因素无关，应用公式就给解这类题带来很大方便。
    例1如图所示，两圆柱形铁柱的底面半径之比是 3：1，高度相同，则它们对水平地面的压强之比为（   ）

    A．3：1B．1：3C．1：1D．9：l
    解析：本题是分析圆柱体的压强，可直接利用公式进行分析。因为两圆柱体的密度相同、高度相同，所以压强相同，选项C正确。
    答案：C

考点名称：功的计算

  • 功的计算公式：
    功（W）等于力（F）跟物体在力的方向上通过的距离（s）的乘积。（功=力×距离），W=FS。

    单位：
    国际单位制中，力的单位是N，距离的单位是m，功的单位是N·m，它有一个专用名称叫做焦耳，简称焦，用符号J表示，1J=1N·m。

  • 在利用该公式进行计算时的注意点：
    (1)力与物体移动的距离在方向上必须一致；

    (2)力与物体移动的距离必须对应于同一物体；

    (3)力与物体移动的距离必须对应于同一段时间。

考点名称：杠杆的平衡条件

  • 杠杆的平衡条件：
    动力×动力臂=阻力×阻力臂。
    即
    在杠杆平衡时，动力臂是阻力臂的几倍，动力就是阻力的几分之几。

  • 利用杠杆平衡条件来分析和计算有关问题，一般遵循以下步骤：
    (1)确定杠杆支点的位置。
    (2)分清杠杆受到的动力和阻力，明确其大小和方向，并尽可能地作出力的示意图。
    (3)确定每个力的力臂。
    (4)根据杠杆平衡条件列出关系式并分析求解。

    例：如图所示，AOB为一机械设备的简化示意图，我们可以把它看成杠杆(自重不计)，已知AO= 2OB。固定D点，使OB处于水平位置，此时B端挂一重为40N的物体，要使杠杆不发生转动，至少需在A端施加F=____N的力，在图上画出此时力F的方向。

    解析：要想得到施加在A点的最小力，就要找到最大力臂，由图可知，最大力臂应是OA，故过A点作们的垂线，方向斜向下即为最小力。据杠杆平衡条件得：F·OA=G·OB，代入数值为F×2OB=40N×OB，解方程得F=20N。
    答案：20   力F的方向如图


    实验法探究杠杆平衡条件：
        实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置上平衡，目的是使杠杆的重心落在支点上，从而消除杠杆的重力对平衡的影响。当杠杆水平平衡时，O点距悬挂钩码处的距离便是力臂，而且可用杠杆上的“格数”代替力臂大小。

    例：我们都做过“探究杠杆平衡条件”的实验。
    (1)实验没有挂钩码时，若杠杆左端下倾，则应将右端的平衡螺母向____(选填“左”或“右”)调节，使杠杆在水平位置平衡。实验前使杠杆水平平衡的目的是____.
    (2)实验中，用图所示的方式悬挂钩码，杠杆也能水平平衡(杠杆上每格等距)，但老师却提醒大家不要采用这种方式。这主要是因为该种方式(    )
    A．一个人无法独立操作
    B．需要使用太多的钩码
    C．力臂与杠杆不重合
    D．力和力臂数目过多
    (3)图中，不改变支点O右侧所挂的两个钩码及其位置，保持左侧第____格的钩码不动，将左侧另外两个钩码改挂到它的下方，杠杆仍可以水平平衡。

    解析：(1)实验前要调节杠杆的平衡螺母使其在水平位置平衡，目的是方便地测量力臂。调节方法是将平衡螺母向杠杆偏高的一端调，即哪端轻向哪端调。
    (2)探究杠杆平衡条件时，用的力和力臂数目过多，每个力都会给杠杆转动带来影响，给探究过程带来麻烦。
    (3)根据杠杆平衡条件，即，所以l1=2(格)。

    答案：(1)右方便地测量力臂(2)D(3)2

    利用杠杆平衡条件求最小力的方法:
        由公式可知，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小。当动力臂最长时，动力最小。要求最小动力，必须先画出最大动力臂。
    1．寻找最大动力臂的方法
    (1)当动力作用点确定后，支点到动力作用点的线段即为最大动力臂；
    (2)动力作用点没有规定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的距离即为最大动力臂。
    2．作最小动力的方法
    (1)找到最大动力臂后，过作用点作动力臂的垂线；
    (2)根据实际，动力能使杠杆沿阻力作用的反方向转动，从而确定动力的方向。

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