Question

【題目】如圖所示，輕質木桿AB可以繞O點轉動，OA=3OB，B端細線下方掛著一個重100N，邊長為10cm的正方體重物靜止在水平地面上．某同學在A端施加一豎直向下、大小為20N的動力F使木桿在水平位置靜止，則此時重物對水平地面的壓強為Pa，此木桿為（選填“省力”、“費力”或“等臂”）杠桿．

Answer 1

【答案】4×103；省力
【解析】解：（1）以杠桿為研究對象，O為支點，杠桿A端受到豎直向下的拉力FA和B端受到繩子施加的豎直向下的拉力FB ， 杠桿靜止不動，即處于平衡狀態，
根據杠桿的平衡條件有：FA×OA=FB×OB，
則FB= =3FA=3×20N=60N；
力的作用是相互的，杠桿B端受到豎直向下的繩子拉力為60N，
則繩子豎直向上拉正方體的力為F拉=60N，
以正方體為研究對象，還受到豎直向上的支持力和豎直向下的重力，
因物體處于平衡狀態，受到平衡力的作用，重力等于拉力與支持力之和，
故水平地面對A的支持力：
F′=G﹣F拉=100N﹣60N=40N；
根據力的作用是相互的，物體對支持面的壓力F=F′，
受力面積S=0.1m×0.1m=0.01m2；
則此時重物對水平地面的壓強為：
p= =4×103Pa；（2）由圖示情況可知，O為支點，AO為動力臂，BO為阻力臂，因為動力臂大于阻力臂，所以此木桿為省力杠桿．
所以答案是：4×103； 省力．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解力的作用相互性的相關知識，掌握只有一個物體不能產生力，物體與物體間力的作用是相互的．注意： 1、不直接接觸的兩個物體之間也能夠產生力．2、兩個物體相互接觸不一定會產生力．3、兩個物體不相互作用，就一定不會產生力，以及對壓強的大小及其計算的理解，了解壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）．