题目内容
如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆脚踏杆AO1B、桶盖DCO2和轻质硬杆BC组合而成，如图乙所示．桶盖的重力集中作用在桶盖中心D点，脚踏杆和其它连接杆的质量、摩擦不计，脚踏杆AO1=24cm，O1B=18cm，桶盖和连接杆的尺寸如图25乙所示．把桶盖顶起，脚对踏板A处的压力至少为21N，求：桶盖的质量（g=10N/kg）分析：分析图乙，有两个杠杆AO1B和O2CD，O1和O2，分别为支点，知道各力臂大小，分别利用杠杆平衡条件列出方程，联立方程组求出桶盖的重，再利用重力公式求桶盖的质量．
解答：解：
设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件有：
F×AO1=F1×O1B…①
G×DO2=F2×CO2…②
F1=F2，
得：
=
，
即：
=
解得G=4N；
m=
=
=0.4kg．
答：桶盖的质量为0.4kg．
设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F1，顶杆对桶盖上C点的作用力为F2，根据杠杆平衡条件有：
F×AO1=F1×O1B…①
G×DO2=F2×CO2…②
F1=F2，
| ① |
| ② |
| F×AO1 |
| G×DO2 |
| O1B |
| CO2 |
即：
| 21N×24cm |
| G×35cm |
| 18cm |
| 5cm |
解得G=4N；
m=
| G |
| g |
| 4N |
| 10N/kg |
答：桶盖的质量为0.4kg．
点评：该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力，确定两杠杆的力和力臂的大小是本题的关键．
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