题目内容

2.如图所示,一体重为500N的老人用一扁担挑着重物前行,在前端A处挑着重为100N的布袋,后端B处挑着重为200N的木箱,已知A、B间的距离为1.5m,扁担视作重力不计的硬直棒.
(1)匀速挑起担子时,木箱被提高了0.6m,这一过程中,老人需要克服木箱重力做了多少功?
(2)假设肩膀与扁担的接触点为O,当手不对扁担施加力的作用时,要使扁担在水平位置平衡,前端悬挂点A与O点的距离多大?
(3)老人站立地面上时将A处的布袋卸下后,左手在A点施加力,同样能使扁担在水平位置平衡.布袋卸下前后,老人对地面的压强变化有多大?(假设老人每只脚与地面的接触面积为200cm2)

分析 (1)已知木箱重力和提高的高度,可以得到克服重力做的功;
(2)已知硬直棒的长度布袋的重力,根据杠杆平衡条件可以得到前端悬挂点A与点O的距离;
(3)在受力面积一定时,压强与压力成正比;已知压力和受力面积,可以得到压强.

解答 解:
(1)克服木箱重力做的功为W=Gh=200N×0.6m=120J;
(2)设前端悬挂点A与点O的距离为L,则后端点B到O的距离为1.5m-L,
因为F1l1=F2l2,
所以200N×(1.5m-L)=100N×L,
解得L=1m;
(3)当布袋卸下后,肖师傅对地面的压力减小了△F=100N,而受力面积不变,由p=$\frac{F}{S}$知,压强减小;
对地面的压强减小了△p=$\frac{△F}{S}$=$\frac{100N}{2×0.02{m}^{2}}$=2500Pa.
答:
(1)克服木箱重力做功120J;
(2)前端悬挂点A与点O的距离为1m;
(3)压强减小,减小了2500Pa.

点评 此题是一道创新题,以传承非物质文化遗产项目之一--布袋木偶戏艺人为素材,考查了功、杠杆平衡条件和压强等规律和公式的应用,渗透了德育教育.

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