Question

【题目】“转大运”是大力士比赛中的一个项目，如图甲所示，长为4 m的杠杆一端固定并保持水平，将重量300 kg的重物系在距离支点2.5 m的位置，选手将重物抬离地面后，沿顺时针绕圈30 s，杠杆转动角度为180°，如图乙所示。（杠杆重力不计，g取10 N/kg，π＝3.14）

(1)选手将重物抬离地面后转圈过程中，选手对重物________（选填“做功”或“不做功”）。

(2)若重物底面积为0.25 m2，则重物放在水平地面上时对地面的压强是多少？________

(3)选手要将重物刚好抬离地面，至少需要施加多大的力？________

(4)该选手绕圈过程中的平均速度是多少？（计算结果保留2位小数） ________

Answer 1

【答案】不做功 1.2×104 Pa 1875 N 0.42 m/s

【解析】

(1)不做功

(2)重物的重力G＝mg＝300 kg×10 N/kg＝3 000 N

对水平地面的压力F＝G＝3 000 N

对水平地面的压强p＝＝＝1.2×104 Pa

(3)选手抬离重物时，根据杠杆平衡条件可得FL＝GL0

选手至少需要施加的力F＝＝＝1875 N

(4)选手绕圈一周运动的距离s0＝2πL

绕圈180°运动的距离s＝s0＝×2×3.14×4 m＝12.56 m

选手绕圈的平均速度v＝＝≈0.42 m/s