题目内容
【题目】如图所示,轻质木杆AB可以绕O点转动,OA=3OB,B端细线下方挂着一个重100N,边长为10cm的正方体重物静止在水平地面上.某同学在A端施加一竖直向下、大小为20N的动力F使木杆在水平位置静止,则此时重物对水平地面的压强为Pa,此木杆为(选填“省力”、“费力”或“等臂”)杠杆.
【答案】4×103;省力
【解析】解:(1)以杠杆为研究对象,O为支点,杠杆A端受到竖直向下的拉力FA和B端受到绳子施加的竖直向下的拉力FB , 杠杆静止不动,即处于平衡状态,
根据杠杆的平衡条件有:FA×OA=FB×OB,
则FB= =3FA=3×20N=60N;
力的作用是相互的,杠杆B端受到竖直向下的绳子拉力为60N,
则绳子竖直向上拉正方体的力为F拉=60N,
以正方体为研究对象,还受到竖直向上的支持力和竖直向下的重力,
因物体处于平衡状态,受到平衡力的作用,重力等于拉力与支持力之和,
故水平地面对A的支持力:
F′=G﹣F拉=100N﹣60N=40N;
根据力的作用是相互的,物体对支持面的压力F=F′,
受力面积S=0.1m×0.1m=0.01m2;
则此时重物对水平地面的压强为:
p= =4×103Pa;(2)由图示情况可知,O为支点,AO为动力臂,BO为阻力臂,因为动力臂大于阻力臂,所以此木杆为省力杠杆.
所以答案是:4×103; 省力.
【考点精析】解答此题的关键在于理解力的作用相互性的相关知识,掌握只有一个物体不能产生力,物体与物体间力的作用是相互的.注意: 1、不直接接触的两个物体之间也能够产生力.2、两个物体相互接触不一定会产生力.3、两个物体不相互作用,就一定不会产生力,以及对压强的大小及其计算的理解,了解压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa).