题文

小华同学家中正在装修，地面上堆有几袋水泥，他想知道一袋水泥有多重，但家里只有一个量程不够大的弹簧测力计，他联想学过的物理知识找出了测量的办法．小华将一袋水泥用绳绑住挂在木棒上的B点，将棒的一端（O点）放在窗台上，用挂在A端的弹簧测力计拉起木棒的另一端使木棒刚好达到水平位置，如图所示．弹簧测力计读数F=150N，用刻度尺分别测出OA=1.2m，OB=0.3m，g取10N/kg．求： （1）若忽略不计木棒的重力，小华同学测出一袋水泥重是多少； （2）如果一袋水泥的实际重力是500N，水泥被拉离地面升高了0.1m，弹簧测力计读数不变，小华使用的装置机械效率是多少； （3）小华体重为500N，平时站立对地面压强为1.25×104Pa，若他脚下的地砖可以承受的最大压强为1.8×105Pa，试通过计算说明他这样测量是否损坏地砖．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由图知，F×OA=G×OB， 即：150N×1.2m=G×0.3m， 解得：G=600N， （2）由题知，OA=4OB， 拉力端升高的高度： s=4h=4×0.1m=0.4m， W有用=G实际h=500N×0.1m=50J； W总=Fs=150N×0.4m=60J； η= W有用 W总 ×100%= 50J 60J ×100%≈83.3%． （3）∵p= F S = G S ， ∴地砖受力面积： S= G p = 500N 1.25×104Pa =0.04m2， 测量水泥时小华对地面的压力： F′=G+F=500N+150N=650N， 此时对地砖的压强： p′= F′ S = 650N 0.04m2 =1.625×104pa， ∵p′＜1.8×105Pa， ∴他这样测量不会损坏地砖． 答：（1）若忽略不计木棒的重力，小华同学测出一袋水泥重是600N； （2）小华使用的装置机械效率是83.3%； （3）他这样测量不会损坏地砖．

据专家权威分析，试题“小华同学家中正在装修，地面上堆有几袋水泥，他想知道一袋水泥有..”主要考查你对  压强的大小及其计算，机械效率的计算，重力的计算，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机械效率的计算重力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