(2009?西城区一模)在右图所示装置中,甲物重G甲=10N,乙物重G乙是动滑轮重G轮的8倍.物体乙跟地面的接触面积为1.5×10-2m2.轻杆AB可以绕O点转动,且OA:OB=2:1.不计轴摩擦,装置如图所示处于平衡状态时,乙对水平地面的压强P=2×103Pa.求:此时动滑轮对物体乙的拉力F拉;若在物体甲下面再加挂物体丙,恰使物体乙对地面的压强为零.求:丙的物重G丙.
解:(1)杠杆平衡:G
甲×OA=F
B×OB
F
B=
×G
甲=
×10N=20N
对动滑轮进行受力分析如图甲
3F
B=F
拉+G
轮G
轮=3F
B-F
拉对物体乙进行受力分析如图乙
G
乙=F
拉+F
支;
=
=
;
24F
B-8F
拉=F
拉+F
支F
拉=
(24F
B-F
支)=
(24F
B-pS)
=
×(24×20N-2×10
3Pa×1.5×10
-2m
2)=50N;
G
轮=3F
B-F
拉=3×20N-50N=10N
G
乙=8G
轮=8×10N=80N
(2)物体乙对地面的压强为零时,即地面对物体乙的支持力F
支′为零
此时物体乙受力F
拉′=G
乙=80N,
动滑轮受力3F
B′=F
拉′+G
轮F
B′=
(F
拉′+G
轮)=
×(80N+10N)=30N
杠杆平衡:F
A′×OA=F
B′×OB
对杠杆A端进行受力分析如图丙
F
A′=G
甲+G
丙G
丙=
×F
B′-G
甲=
×30N-10N=5N;
答:此时动滑轮对物体乙的拉力F
拉是50N;若在物体甲下面再加挂物体丙,恰使物体乙对地面的压强为零时丙的物重G
丙是5N.
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