Question

12．如图所示，两个演员在做杂技“顶竿”表演．质量为60kg顶竿者的肩膀上竖直这一根竹竿，竹竿的上端有一位质量为30kg的小演员．当小演员静止在竿上时，若顶竿者受力面积是20cm²，竹竿的重力为40N，则
（1）小演员静止在竿上时，写出小演员所受力的大小和方向？
（2）顶竿者肩部受到的压强是多少？

Answer 1

分析 （1）小演员静止在竿上时，受到重力作用，因为有向下滑的趋势所以还受到竿对他向上的摩擦力的作用．
（2）顶竿者肩部受到的压力等于小演员和竿的总重力，又有受力面积，根据P=$\frac{F}{S}$，求出压强．

解答 解：（1）演员的重力：G=mg=30kg×10N/kg=300N．
小演员静止在竿上时，受到竖直向下的重力作用，大小为300N；
因为有向下滑的趋势所以还受到竿对他向上的摩擦力的作用，摩擦力与重力是平衡力，则f=G=300N，方向竖直向上．
（2）压力F=300N+40N=340N．压强：P=$\frac{F}{S}$=$\frac{340N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.7×10⁵Pa．
答：（1）演员受重力，G=300N，方向竖直向下；受摩擦力，f=300N，方向竖直向上．
（2）顶竿者肩部受到的压强是1.7×10⁵Pa．

点评 判断一个物体是否受到摩擦力的作用，要看这个物体有没有发生相对运动或有没有相对运动趋势；方向与相对运动或相对运动趋势相反．