问题 计算题

如图所示的装置中,物体A的质量为100 kg,其底面积为5×10-2m2,B、E 是定滑轮,C、D是相同的动滑轮;杠杆MN可绕O点在竖直平面内转动,OM:ON =1:2.小文受到的重力为600 N,他在N点施加竖直向下的拉力FT1时,杠杆在水平位置平衡,小文对地面的压力为F1,物体A受到的拉力为FA1,物体A对地面的压强P1为6×103Pa;当小文在N点施加竖直向下的拉力FT2时,杠杆仍在水平位置平衡,小文对地面的压力为F2,物体A受到的拉力为FA2,物体A对地面的压强p2为4×103Pa。杠杆MN和绳的质量、轴处的 摩擦均忽略不计.g取10 N/kg. 求:

(1)物体A受到的拉力FA1

(2)小文施加的拉力FT2

(3)小文对地面的压力之比F1: F2

答案

解:

(1)以物体A为研究对象,受力分析如图所示,物体A始终处于静止状态:

GA=N1+FA1

GA= N2+ FA2

已知GA=1000 N

N1=P1S =6×103Pa×5×10-2m2=300N

N2=P2S

=4×103Pa×5×10-2 m2 =200 N

解得:FA1=700 N;FA2= 800 N

(2)以人为研究对象,受力分析如图甲、乙所示

人始终处于静止状态:

F1= G- FT1

F2= G- FT2

对杠杆进行受力分析如图丙、丁所示:

根据杠杆平衡条件:

FA1×OM= FT1×ON

FA2×OM= FT2×ON

已知OM:ON=1:2

FA1=700 N;FA2=800N

得:FTI=350N,FT2=400 N

(3),F1:F2=5:4。

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