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如图是一个上肢力量健身器示意图.配重A受到的重力为1200N,其底面积为5×10-2m2,B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=2:5.此人受到的重力为600N,他通过
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如图是一个上肢力量健身器示意图.配重A受到的重力为1200N,其底面积为5×10-2m2,B、C都是定滑轮,D是动滑轮;杠杆EH可绕O点在竖直平面内转动,OE:OH=2:5.此人受到的重力为600N,他通过细绳在H点施加竖直向下的拉力T1时,杠杆在水平位置平衡,他对地面的压力为F1,配重A受到的拉力为FA1,配重A对地面的压强p1为6×103Pa;他在H点施加竖直向下的拉力T2时,杠杆仍在水平位置平衡,他对地面的压力为F2,配重A受到的拉力为FA2,配重A对地面的压强p2为4×103Pa.已知F1:F2=20:19,杠杆EH和细绳的质量均忽略不计.求:
![](https://www.zaojiaoba.cn/2018-07/28/1532752639-3004.jpg)
(1)画出此人两次在杠杆H点施力时,配重A受力的示意图;
(2)地面对配重A的支持力N1;
(3)拉力FA1;
(4)画出此人两次在杠杆H点施力时,动滑轮D受力的示意图;
(5)画出此人两次在杠杆H点施力时,人受力的示意图;
(6)拉力T2;
(7)动滑轮D受到的重力G.
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(1)画出此人两次在杠杆H点施力时,配重A受力的示意图;
(2)地面对配重A的支持力N1;
(3)拉力FA1;
(4)画出此人两次在杠杆H点施力时,动滑轮D受力的示意图;
(5)画出此人两次在杠杆H点施力时,人受力的示意图;
(6)拉力T2;
(7)动滑轮D受到的重力G.
▼优质解答
答案和解析
(1)以物体A为研究对象,受力分析如图1甲、乙所示.
物体A始终处于静止状态,所以有:
GA=N1+FA1
GA=N2+FA2
(2)已知GA=1200N,所以:
地面对配重A的支持力N1=p1S=6×103 Pa×5×10-2m2=300N;
地面对配重A的支持力N2=p2S=4×103 Pa×5×10-2m2=200N;
(3)配重A受到的拉力为FA1
FA1=GA-N1=1200N-300N=900N;
FA2=GA-N2=1200N-200N=1000N;
(4)以动滑轮为研究对象,受力分析如图2甲、乙所示.
动滑轮始终处于静止状态,所以有:
FA1+G由动滑轮的两段绳子各承担一半为F1″
FA2+G由动滑轮的两段绳子各承担一半为F2″
(5)以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示.
人始终处于静止状态,所以有:
G人=F1′+T1′
G人=F2′+T2′
(6)因为T1′与T1大小相等,F1′与F1大小相等,
T2′与T2大小相等,F2′与F2大小相等.所以有:
F1=G人-T1
F2=G人-T2
已知F1:F2=20:19
得:
=
①
对杠杆进行受力分析如图4甲、乙所示:
根据杠杆平衡条件:
(FA1+G)×OE=T1×OH
(FA2+G)×OE=T2×OH
已知OE:OH=2:5,FA1=900N,FA2=1000N
得:T2-T1=20 N ②
FA2+G=5T2 ③
已知G人=600 N,由①②解得:拉力T2=220N
(7)将T2=220N代入③得:动滑轮的重G=100N.
故答案为:(1)如图1;(2)300N;(3)900N;(4)如图2;(5)如图3;(6)220N;(7)100N.
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物体A始终处于静止状态,所以有:
GA=N1+FA1
GA=N2+FA2
(2)已知GA=1200N,所以:
地面对配重A的支持力N1=p1S=6×103 Pa×5×10-2m2=300N;
地面对配重A的支持力N2=p2S=4×103 Pa×5×10-2m2=200N;
(3)配重A受到的拉力为FA1
FA1=GA-N1=1200N-300N=900N;
FA2=GA-N2=1200N-200N=1000N;
(4)以动滑轮为研究对象,受力分析如图2甲、乙所示.
动滑轮始终处于静止状态,所以有:
FA1+G由动滑轮的两段绳子各承担一半为F1″
FA2+G由动滑轮的两段绳子各承担一半为F2″
(5)以人为研究对象,受力分析如图3甲、乙所示.
人始终处于静止状态,所以有:
G人=F1′+T1′
G人=F2′+T2′
(6)因为T1′与T1大小相等,F1′与F1大小相等,
T2′与T2大小相等,F2′与F2大小相等.所以有:
F1=G人-T1
F2=G人-T2
已知F1:F2=20:19
得:
20 |
19 |
G人−T1 |
G人−T2 |
对杠杆进行受力分析如图4甲、乙所示:
根据杠杆平衡条件:
1 |
2 |
1 |
2 |
已知OE:OH=2:5,FA1=900N,FA2=1000N
得:T2-T1=20 N ②
FA2+G=5T2 ③
已知G人=600 N,由①②解得:拉力T2=220N
(7)将T2=220N代入③得:动滑轮的重G=100N.
故答案为:(1)如图1;(2)300N;(3)900N;(4)如图2;(5)如图3;(6)220N;(7)100N.
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