如图是一个上肢力量健身器示意图.D是动滑轮;配重A的底面积为5×10﹣2m2,放在水平地面上对地面的压强P0为2.4×104Pa.杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=2:5.此人受到的重
◎ 题目
如图是一个上肢力量健身器示意图.D是动滑轮;配重A的底面积为5×10﹣2m2,放在水平地面上对地面的压强P0为2.4×104Pa.杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=2:5.此人受到的重力为600N,他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时,杠杆在水平位置平衡,他对地面的压力为F1,配重A对地面的压力为FA1,配重A受到的拉力为TA1.配重A对地面的压强P1为6×103Pa;他在H点施加竖直向下的拉力T2时,杠杆仍在水平位置平衡,他对地面的压力为F2,配重A对地面的压力为FA2,配重A受到的拉力为TA2,配重A对地面的压强P2为4×103Pa.已知F1:F2=20:19,杠杆EH和细绳的质量均忽略不计.求: (1)配重A受到的重力GA. (2)拉力TA1和TA2. (3)动滑轮D受到的重力GD. |
◎ 答案
(1)配重A受到的重力为1200N;(2)拉力TA1为900N,TA2为1000N;(3)动滑轮D受到的重力GD为100N |
◎ 解析
试题分析:(1)根据F=G的关系,由公式F=pS计算出压力,得出配重A的重力; (2)求解物体配重A受到的拉力,先要对配重A受到的拉力和小成进行受力分析,根据处于平衡状态的物体,所受的合力为零求解,配重A对地面的压力根据压强公式P=得出的F=PS公式计算. (3)动滑轮D的重力和物体配重A对绳子的拉力共同作用的杠杆的左端,要求解小成在H点施加竖直向下的拉力为T2和动滑轮的重力需通过分析杠杆的两次平衡,根据杠杆的平衡条件列出方程,结合F1:F2=20:19的关系组成方程组进行求解 (1)根据p=得,G=F=p0S=2.4×104Pa×5×10﹣2m2=1.2×103N (2)当小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时,静止的配重A的受力情况如图1: 则:FA2=F″=P2S=4×103pa×5×10﹣2m2=200N. ∵G=TA2+FA2 ∴TA2=G﹣FA2=1200N﹣200N=1000N. 当小成在H点施加竖直向下的拉力为T1时,静止的配重A的受力情况如图2: 则:FA1=F′=P1S=6×103Pa×5×10﹣2m2=300N. ∵G=TA1+FA1 ∴TA1=G﹣FA1=1200N﹣300N=900N. (3)∵动滑轮D的优点是省一半力.∴对杠杆EH的E的拉力为F拉1=. 小成本身的受力情况如图3: 则:T1=G人﹣F1. 对杠杆EH受力分析如图4中甲图: ∵在水平位置平衡.∴由杠杆平衡条件得:=. 即:=,代入数据得:= ①. 同理,当小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时,杠杆EH受力分析如图4中乙图: 可得:=,代入数据得:= ②. 根据题意可知:= ③. 解由①②③组成的方程组得: G动=100N;F1=200N;F2=190N 点评:本题是力学中难度较大的计算题,涉及简单机械(杠杆、滑轮)和压强的综合,求解时注意根据题目先分清研究的对象,对其进行受力分析,然后逐个解答 |
◎ 知识点
专家分析,试题“如图是一个上肢力量健身器示意图.D是动滑轮;配重A的底面积为5×10﹣2m2,放在水平地面上对地面的压强P0为2.4×104Pa.杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=2:5.此人受到的重…”主要考查了你对 【力的合成与应用】 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。
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