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杠杆的动态平衡分析
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如图所示,杠杆B端挂着一个密度为2×103kg/m3、质量是12kg的物体M,小明站在水平地面上用力F竖直向下拉杠杆A端,使杠杆保持水平平衡,且OB=2OA.求:(1)拉力F为多少N?(2)当物体
网友投稿 2022-06-09 00:00:00 互联网
◎ 题目
如图所示,杠杆B端挂着一个密度为2×10
3
kg/m
3
、质量是12kg的物体M,小明站在水平地面上用力F竖直向下拉杠杆A端,使杠杆保持水平平衡,且OB=2OA.
求:(1)拉力F为多少N?
(2)当物体M浸没在水中时,小明向下拉杠杆A端,杠杆水平平衡时,他对地面的压强是1×10
4
Pa,已知每只鞋底与地面的接触面为200cm
2
.小明体重多少牛?(请画出M在水中时的受力示意图)
◎ 答案
(1)物体的重力G=mg=12kg×10N/kg=120N;
根据杠杆的平衡条件:
F?OA=G?OB
则F=
G×OB
OA
=
120N×2OA
OA
=240N;
(2)由ρ=
m
V
得,V
排
=V=
m
ρ
=
12kg
2×1
0
3
kg/
m
3
=6×10
-3
m
3
;
则F
浮
=ρ
水
gV
排
=1×10
3
kg/m
3
×10N/kg×6×10
-3
m
3
=60N;
则细绳对杠杆B端的拉力F
B
=G-F
浮
=120N-60N=60N;
则根据杠杆的平衡条件:F
A
?OA=F
B
?OB
人对杆A的拉力为:F
A
=
F
B
×OB
OA
=
60N×2OA
OA
=120N,由于力的作用的相互性,杆对人的拉力为120N;
由p=
F
S
得,人对地面的压力F
压
=pS=1×10
4
Pa×200×2×10
-4
m
2
=400N,则地面对人的支持力为400N;
人受重力、杆的拉力和地面的支持力作用,如图所示:
则G=F
杆
+F
支
=120N+400N=520N
物体M在水中受到重力、浮力和细绳的拉力作用,如图所示:
.
故答案为:(1)拉力F为240N;
(2)小明体重520N;M受力示意图如上所示.
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析,试题“如图所示,杠杆B端挂着一个密度为2×103kg/m3、质量是12kg的物体M,小明站在水平地面上用力F竖直向下拉杠杆A端,使杠杆保持水平平衡,且OB=2OA.求:(1)拉力F为多少N?(2)当物体…”主要考查了你对 【杠杆的动态平衡分析】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202206/202849.html
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