(2019·绥化)如图所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2AO)。将棱长为10cm的正方体合金块,...

来源：语文精选馆 7.82K

问题详情：

(2019·绥化)如图所示,轻质杠杆OB可绕固定轴O自由转动(AB=2AO)。将棱长为10 cm的正方体合金块,用轻绳挂在A点处,在B点施加竖直向上的力F1=30 N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为0,则合金块的质量是　　　　kg。若撤去F1,在B点施加力F2时,合金块对地面的压强为1.2×103 Pa,则力F2的大小是　　　　N。(g取10 N/kg)

【回答】

9　52

解析：合金块对地面的压强为零,说明绳对合金块的拉力等于合金块的重力,则杠杆A点受到的拉力大小与合金块的重力大小相等;根据杠杆平衡条件可得F1×BO=FA×AO,因为AB=2AO,所以BO=3AO,因此G=FA==90 N,所以合金块的质量为m==9 kg;撤去F1,施加力F2时,合金块对地面的压力F压=pS=pL2=1.2×103 Pa×(0.1 m)2=12 N,所以地面对合金块的支持力为F支=F压=12 N;绳子对合金块的拉力F拉=G-F支=90 N-12 N=78 N,此时杠杆A点受到的拉力FA'=F拉=78 N,此时F2的力臂为L2=BOsin 30°=×3AO=1.5AO,根据杠杆平衡条件可得F2×L2=FA'×AO,所以F2==52 N。