Question

2．如图所示．质量为70kg，边长为20cm的正方体物块A置于水平地面上，通过绳系于轻质杠杆BOC的B端，杠杆可绕O点转动，且OC=2OB．在C端用F=150N的力竖直向下拉杠杆，使杠杆在水平位置平衡，且绳被拉直，（绳重不计，g取10N/kg）求：
（1）物体A的重力G
（2）绳对杠杆B端的拉力F_拉，
（3）此时物体A对地面的压强P．

Answer 1

分析 （1）知道物体A的质量，根据G=mg求出重力；
（2）根据杠杆的平衡条件求出杠杆B端对绳的拉力，利用绳对杠杆B端的拉力与杠杆B端对绳的拉力是一对相互作用力，大小相等；
（3）物体A静止，处于平衡状态，受到的力为平衡力，对物体A受力分析可知，受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力，根据力的平衡条件求出支持力，根据相互作用力求出压力，根据面积公式求出A的底面积即为受力面积，根据p=$\frac{F}{S}$求出此时物体A对地面的压强．

解答 解：（1）物体A的重力：
G=mg=70×10N=700N；
（2）由杠杆平衡条件有：F_拉′×BO=F×OC，
则F_拉′=$\frac{F×OC}{BO}$=$\frac{150N×2BO}{BO}$=300N，
因绳对杠杆B端的拉力与杠杆B端对绳的拉力是一对相互作用力，大小相等，
所以，F_拉=F_拉′=300N；
（3）对静止的物体A受力分析可知：受到竖直向上的拉力和支持力、竖直向下的重力，
由力的平衡条件可得，物体A受到的支持力：F_支持=G-F_拉=700N-300N=400N，
因物体A对地面的压力和地面对物体A的支持力是一对相互作用力，
所以，物体A对地面的压力：F_压=F_支持=400N，
受力面积：S=20cm×20cm=400cm²=0.04m²，
A对地面的压强：p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{400N}{0.04{m}^{2}}$=10⁴Pa．
答：（1）物体A的重力为700N；
（2）绳对杠杆B端的拉力为300N；
（3）此时物体A对地面的压强为10⁴Pa．

点评 本题考查了重力公式和二力平衡条件、压强公式的应用，关键是利用好力的平衡条件和相互作用力的关系，分清各力之间的关系是关键．