题目内容

如图是一个上肢力量健身器示意图。配重A的底面积为5×10-2m2,放在地面上对地面的压强P0为2×104PaBC都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OEOH=3∶5。小成受到的重力为500N,他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力为T1时,杠杆在水平位置平衡,小成对地面的压力为F1,配重A受到的拉力为FA1,配重A对地面的压强P1为8×103 Pa。小成在H点施加竖直向下的拉力为T2时,杠杆仍在水平位置平衡,小成对地面的压力为F2,配重A受到的拉力为FA2,配重A对地面的压强P2为6×103Pa。已知F1F2=18∶17,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T1

 (3)动滑轮D受到的重力G

 

【答案】

(1)GA =1000N,(2)T1=140N  (3)100N       

【解析】解:(1)以物体A为研究对象,受力分析如图1甲、乙所示。

GA=P0S =2×104 Pa×5×10-2m2=1000N 

N1 =p1S =8×103 Pa×5×10-2m2=400N

N2 =p2S =6×103 Pa×5×10-2 m2=300 N

∵物体A始终处于静止状态

FA1=GA -N1=1000N-400N=600N

FA2=GA -N2=1000N-300N=700N          

(2)以人为研究对象,受力分析如图2甲、乙所示。

T ¢1T 1F ¢1F1T ¢2T2F ¢2F2

均为相互作用力,且人始终处于静止状态

G=F ¢1T ¢1F1T 1       

GF ¢2T ¢2F2T2     

 ∴ ………………①       

以杠杆为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示。

∵杠杆处于平衡状态

(FA1GOET1×OH 

(FA2GOET2×OH 

       

            = ………②

   ……③

G=500 N,由①②解得:T2=160N 

T1=140N 

(3)由③得:G=5T2-FA2=5×160N-700N=100N       

(其他答案正确均可得分)

 

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