问题
问答题
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1×104Pa，已知每只鞋底与地面的接触面为200cm2．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
=240N；120N×2OA OA
（2）由ρ=
得，V排=V=m V
=m ρ
=6×10-3m3；12kg 2×103kg/m3
则F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3=60N；
则细绳对杠杆B端的拉力FB=G-F浮=120N-60N=60N；
则根据杠杆的平衡条件：FA•OA=FB•OB
人对杆A的拉力为：FA=
=FB×OB OA
=120N，由于力的作用的相互性，杆对人的拉力为120N；60N×2OA OA
由p=
得，人对地面的压力F压=pS=1×104Pa×200×2×10-4m2=400N，则地面对人的支持力为400N；F S
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．