如图所示,A为直立同定的水管,底部活塞B与水管接触良好且无摩擦,在水管中装有适量的水,水不会流出活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连,O为杠杆的同定转轴,滑轮组绳

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 杠杆的平衡条件/2022-06-09 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,A为直立同定的水管,底部活塞B与水管接触良好且无摩擦,在水管中装有适量的水,水不会流出活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连,O为杠杆的同定转轴,滑轮组绳子的自由端与杠杆的D 点相连,滑轮组下端挂着物体E。当水对活塞的压强为4×103 Pa时,杠杆在水平位置平衡已知OC:CD=1:2.活塞B与水的接触面积为30cm2,活塞与硬杆总重为3N,动滑轮自重为2N。不计绳重和摩擦,g=10 N/kg,求:
(1)容器中水受到的重力;
(2)物体E的质量

◎ 答案

解:
(1)F=pS=4×103Pa×30×10-4m2=12N,A是直筒形容器,水的重力等于水的压力G= F=12 N;
(2)以活塞与硬杆为研究对象,如图甲所示,活塞与硬杆受到自身的重力G、水的压力F和杠杆的支持力FN,那么杠杆的支持力FN =G+F=12 N+ 3 N=15 N。以杠杆OCD为研究对象,硬杆对杠杆的压力FN'也为15 N, 绳作用于杆的向上的拉力为FD,如图乙所示,杠杆OCD处于平衡,则有
FN'=FN,FN'×OC=FD×OD,
FD=FN=15N×=5N,
以动滑轮为研究对象时,受力分析如图丙所示,动滑轮受到向上的拉力为2FT',受到向下的拉力为FT1,受到向下的重力G
2FT'=FT1+G
T'=FD=5 N,G=2N,那么FT1=8N。
以物体E为研究对象时,受力分析如图丁所示,重物受到向上的拉力为 FT1',受到向下的重力G,
G= FT1'=FT1=8N,m=0.8 kg。

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,A为直立同定的水管,底部活塞B与水管接触良好且无摩擦,在水管中装有适量的水,水不会流出活塞通过竖直硬杆与轻质杠杆OCD的C点相连,O为杠杆的同定转轴,滑轮组绳…”主要考查了你对  【压强的大小及其计算】,【杠杆的平衡条件】  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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