Question

5．搬运砖头的独轮车，车箱和砖头所受的总重力G=1000N，独轮车的有关尺寸如图所示，推车时人手在A施加向上的力F₁，是维持独轮车水平平衡，同时，人手还要施加一个向水平向前的推力F₂，使小车在水平地面上匀速运动，已知独轮车水平运动时所受的阻力为车和砖总重的0.2倍．根据图示的有关尺寸回答：
（1）F₁和F₂各为多大？
（2）推砖到工地一次需运动50m，问此过程中人所做功为多少？

Answer 1

分析 （1）由图可得动力臂和阻力臂，知道车箱和砖头所受的总重力，支点为车轮轴，利用杠杆平衡条件求F₁的大小；因为小车在水平地面上匀速运动，受到的推力和阻力是一对平衡力，大小相等；
（2）推砖到工地的过程中，在F₁的方向上没有移动距离，F₁不做功；在F₂的方向上移动了50m，利用W=Fs求做功大小．

解答 解：
（1）由图知，F₁的力臂L₁=1m，阻力G的力臂L₂=0.3N，
根据杠杆平衡条件得：F₁×L₁=G×L₂，
即：F₁×1m=1000N×0.3m，
解得：F₁=300N；
因为小车在水平地面上匀速运动，
所以水平推力：F₂=f=0.2G=0.2×1000=200N；
（2）推砖到工地的过程中，在F₁的方向上没有移动距离，F₁不做功；
在F₂的方向上移动了50m，所以工人做功：W=F₂×s=200N×50m=1×10⁴J．
答：（1）F₁和F₂各为300N、200N；
（2）推砖到工地一次需运动50m，人所做功为1×10⁴J．

点评 本题考查功的计算和杠杆平衡条件的应用，易错点在第二问，根据力做功的必要条件确定两个力是否做功是关键．