Question

【題目】如圖甲是《天工開物》中記載的三千多年前在井上汲水的桔棒，其示意圖如圖乙所示。輕質桿杠的支點。距左端L1=0.5m，距右端L2=0.2m。在杠桿左端懸掛質量為2kg的物體A，右端掛邊長為0.1m的正方體B，杠桿在水平位置平衡時，正方體B的質量為 7kg。(g=10N/kg，不計杠桿與軸之間摩擦)

(1)求：①繩子對B的拉力FB； ②正方體B對地面的壓力F壓；③正方體B對地面的壓強pB；

(2)若把B物體浸沒在水中，通過計算說明這種情況下A物體是否能將物體B提起。(設B始終浸沒水中)

Answer 1

【答案】（1） 50N 20N 2000Pa （2）不能被拉起

【解析】

（1）．①由杠桿平衡條件可得，繩子對B的拉力FB為：

；

②B物體受到向下的重力為：

GB=mBg=7kg×10N/kg=70N

同時還受到向上的50N的拉力，地面對B向上的支持力，由力的平衡可知地面對B向上的支持力為：

70N-50N=20N

因為壓力與支持力是一對相互作用力，因此正方體B對地面的壓力F壓=20N；

③正方體B對地面的壓強PB為：

；

（2）．當B物體浸沒在水中，此時B受到的浮力為：

此時，物塊B受到向下的重力，向上的浮力和向上的拉力的共同作用，若要物塊B被拉起，則所需最小拉力為：

F拉=G-F浮=70N-10N=60N

因為A能提供的最大拉力為50N小于所需拉力60N，因此B不能被拉起。

答：（1）．①繩子對B的拉力為50N； ②正方體B對地面的壓力為20N；③正方體B對地面的壓強2000Pa；

（2）．B不能被拉起。