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如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图 其中横杆AB可绕固定点O在竖直水平面内转

时间:2019-04-08 12:33:14

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如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图 其中横杆AB可绕固定点O在竖直水平面内转

问题补充:

如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图,其中横杆AB可绕固定点O在竖直水平面内转动,OA:OB=4:5,系在横杆A端的绳子通过滑轮悬挂着物体M,运动员小强站在水平地面上时对地面的压强p为1.1×104Pa,当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平面位置平衡时,他对横杆B端竖直向上的作用力F1为300N,此时他对水平地面的压强p1为1.6×104Pa.若在物体M下面再加挂物体N,小强需用更大力举起横杆B端,当AB在水平位置再次平衡时,他对横杆B竖直向上的作用力为F2,他对地面的压强p2为3.3×104Pa,此时细绳对横杆A的拉力为F3.(g取10N/kg,横杆AB与绳的质量均忽略不计).求:

(1)小强与地面的接触面积S;

(2)物体M受到的重力GM;

(3)拉力F3.

答案:

解:(1)小强站在水平地面上时:

p===1.1×104Pa-----①

当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时:

p1===1.6×104Pa-----②

由②-①可得:G=660N,S=6×10-2m2;

(2)∵使用定滑轮改变了动力的方向,不能省力,

∴细绳对横杆A端的拉力:F=G=Mg,

又∵杠杆平衡,F1=300N,LOA:LOB=4:5,

∴MgLOA=F1LOB,

∴物体的质量:

GM==300N×=375N;

(3)当他对横杆B端竖直向上的作用力为F2,对地的压力:

F2′=F2+G,

∵p2====3.3×104Pa,

∴F2=1320N;

(4)F2=1320N,LOA:LOB=4:5,

∵F3LOA=F2LOB,

∴F3==1320N×=1650N.

答:(1)小强与地面的接触面积为6×10-2m2;

(2)物体M受到的重力为375N;

(3)拉力F3为1650N.

解析分析:(1)知道两次用力时对地面的压强,分别列方程式求小强重和受力面积(与地的接触面积),再利用重力公式求小强的质量;

(2)知道F1的大小,两力臂的比值,利用杠杆的平衡条件可求物体的M的重力;

(3)知道对地压强和受力面积,可以求压力,而压力等于F2+G,再求F2;知道F2的大小,两力臂的比值,利用杠杆的平衡条件可求F3的大小.

点评:本题将压强的计算和杠杆的平衡条件相结合,还涉及到重力公式、定滑轮的特点,其中求出对地的压力是关键.

如图是运动员利用器械进行举重训练的示意图 其中横杆AB可绕固定点O在竖直水平面内转动 OA:OB=4:5 系在横杆A端的绳子通过滑轮悬挂着物体M 运动员小强站在水平地

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