Question

【题目】如图所示，是利用器械提升重物的示意图．王师傅重800N，与地面的接触面积为4×10﹣2m2 ， 动滑轮重100N．当滑轮下未挂重物时，王师傅用大小为F1的力匀速举起杠杆的A端，使杠杆在水平位置平衡时，他对地面的压强p1=2.375×104Pa；当滑轮下加挂重物G后，他用1500N的力匀速举起杠杆的A端，使杠杆再次在水平位置平衡．假设王师傅用的力和绳端B用的力始终沿竖直方向．（杠杆、绳重和机械间摩擦忽略不计，g取10N/kg）求：
（1）王师傅自由站在水平地面时，对地面的压强
（2）滑轮下未挂重物时，王师傅所用的力F1
（3）滑轮下所挂重物G的重力．

Answer 1

【答案】
（1）解：王师傅自由站在水平地面时，对地面的压力：

F=G=800N，

对地面的压强：

p= = =2×104Pa

（2）解：当滑轮下未挂重物时，王师傅对水平地面的压力：

F′=p′S=2.375×104Pa×4×10﹣2m2=950N，

因王师傅对水平地面的压力等于自身的重力加上杠杆的压力，

所以，王师傅所用的力：

F1=F′﹣G=950N﹣800N=150N

（3）解：当滑轮下未挂重物时，由图可知动滑轮受到两个相向上的拉力和竖直向下的重力，

则绳子的拉力FB= G动= ×100N=50N，

由杠杆的平衡条件可得：F1OA=FBOB，

则 = = = ，

当滑轮下加挂重物G后，由杠杆的平衡条件可得：F2OA=FB′OB，

则B绳子的拉力FB′= F2= ×1500N=500N，

把动滑轮和重物看做整体，受到竖直向上两股绳子的拉力，竖直向下动滑轮和物体的重力之和，

由平衡条件可得：2FB′=G动+G，

则G=2FB′﹣G动=2×500N﹣100N=900N

【解析】（1）王师傅自由站在水平地面时，对地面的压力和自身的重力相等，根据p= 求出对地面的压强；（2）当滑轮下未挂重物时，根据F=pS求出王师傅对水平地面的压力，根据王师傅对水平地面的压力等于自身的重力加上杠杆的压力，也是王师傅所用的力F1；（3）当滑轮下未挂重物时，由图可知动滑轮受到两个相向上的拉力和竖直向下的重力，根据平衡条件求出绳子的拉力，根据杠杆的平衡条件求出力臂的关系，当滑轮下加挂重物G后，根据杠杆的平衡条件求出绳子的拉力，把动滑轮和重物看做整体，受到竖直向上两股绳子的拉力，竖直向下动滑轮和物体的重力之和，根据平衡条件求出物体的重力．
【考点精析】利用压强的大小及其计算对题目进行判断即可得到答案，需要熟知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）．