题目内容

如图所示的装置, O为杠杆AC的支点,OA:OC=1:2,在杠杆的A点挂一边长为0.2m的立方体D,在杠杆上B点作用竖直向下的拉力F,当杠杆在水平位置平衡时,物体D对地面的压强p1为7000Pa,A点受到向下的拉力为F1?;在杠杆上C点作用竖直向下的拉力F,当杠杆在水平位置平衡时,物体D对地面的压强p2为6000Pa,A点受到向下的拉力为F2?,OB:BC=1:2,杠杆和绳的质量忽略不计。求

(1)F1?和F2?的比值;

(2)F的大小;

(3)如果要使物体D对地面的压强刚好为零,则人需要在C点用多大的力F?。

(1)在B点作用力F,杠杆平衡时:

      F1?·LOA=F·LOB……①

     在C点作用力F,杠杆平衡时:

     F2?·LOA=F·LOC……②

①/②,代入已知条件,得F1?: F2? =1:3 

(2)在B点作用力F时:

以D为研究对象,受力分析如图甲,

绳对物体D的拉力F1与A点受到的拉力F1?大小相等

N1=G-F1? ……③

N1=p1S ……④

在C点作用力F时:

以D为研究对象,受力分析如图乙

绳对物体D的拉力F2与A点受到的拉力F2?大小相等

N2=G-F2? ……⑤

N2=p2S  ……⑥     

代入数据,联立①②③④⑤⑥得: F=30 N            

(3)物体D对地面的压强为零时,以D为研究对象,受力分析如图丙,

绳对D的拉力F3与A点受到的拉力F3?大小相等

G=F3? …………⑦

在C点作用力F?最小时,应满足下列条件:

F3?·LOA=F?·LOC…⑧

由(1)(2)结果及①②③④⑤⑥式,可得:G=300N

代入⑦⑧得: F?=150 N

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