物理滑轮组8个公式
力学典题解析:
初中的物理练习题,具体为践行者系列初中物理力学典题的第235题。
题目描述:(计算) 如图所示,一个正方体合金块A悬挂在一个以O为支点的杠杆的M点。在A的下方有一个与其材料相同的边长为0.1m的立方体B,置于水平地面上。OM与ON的长度比为1:3。一个人重640N,通过定滑轮在N点施力F1,使杠杆保持水平平衡。此时A对B的压强为1.4×10⁴Pa,而人站立时对地面的压强为1.45×10⁴Pa。若改用80N的力F2仍使杠杆保持水平平衡,此时物体B对地面的压强p会有何变化。
解析过程:
1. 首先确定人的体重为G人=640N,以及人对地面的压强换算成压力F人压=F地支=G人=640N,并进一步得到人的底面积为S人=F人压/p人=0.04m²。
2. 当使用定滑轮施力F1时,分析人对地面的压强变化,得到新的压力F人压'=580N。进而分析杠杆的受力情况,得出F1'=G人-F地支'=60N,即F1的大小也为60N。
3. 接着分析杠杆的平衡状态,计算得出阻力FA=F1×ON/OM=180N,这是A对B的力。再计算A对B的压强pA,得到B底面的压力FB支=pA×=140N。
4. 对A进行受力分析,考虑其受到的重力GA、B的支持力FB支及杠杆的拉力FA'。由平衡条件得知GA=FA'+FB支=320N,进而求得合金块A的密度ρA。
5. 最后分析使用F2=80N的力时的情况。利用杠杠平衡条件计算得出新的FA''=240N,再结合B的密度和体积计算其重量GB。将A和B视为整体分析受力,得到新的地面对B的支持力F地支',进而求得新的压强p。
力F1的大小为60N;合金块的密度为4×10³kg/m³;当使用80N的力F2时,物体B对地面的压强p为1.2×10⁴Pa。
注:所有计算和转换均基于题目所给信息和初中物理的基本原理。