Question

3．如圖裝置，AB為水平輕質(zhì)杠桿，O為支點(diǎn)，AO：OB=4：1，G₁=150N，G₃=160N．水平地面上的物體G₁通過(guò)細(xì)繩懸掛在A點(diǎn)，G₂、G₃、G₄通過(guò)滑輪連接，滑輪懸掛于B點(diǎn)，G₂恰好勻速下降，此時(shí)地面對(duì)物體G₁的支持力為50N，則G₂受到的重力為200N．若用力F沿水平方向向右勻速拉動(dòng)物體G₄，使G₂勻速上升，則力F的大小為80N．（繩重、滑輪重及滑輪的摩擦不計(jì)）

Answer 1

分析 ①根據(jù)力的平衡可得，G₁對(duì)杠桿的拉力，然后根據(jù)杠桿平衡條件求出作用在杠桿右端的拉力，再根據(jù)定滑輪的工作特點(diǎn)和二力平衡條件求解G₂受到的重力；
②對(duì)G₃進(jìn)行受力分析，根據(jù)力的平衡和相互作用力求出G₃受到的豎直向下的拉力，然后再根據(jù)力的平衡和相互作用力求出木塊受到的水平向左的摩擦力，最后計(jì)算若用力F沿水平方向向右勻速拉動(dòng)物體G₄，使G₂勻速上升，力F的大�。�

解答 解：
①根據(jù)力的平衡條件可得，G₁對(duì)杠桿的拉力F_A=G₁-F_支=150N-50N=100N，
根據(jù)杠桿平衡條件可得：F_A×OA=F_B×OB；
已知AO：OB=4：1，
則杠桿右端的拉力：F_B=$\frac{{F}_{A}×OA}{OB}$=$\frac{{F}_{A}×4OB}{OB}$=4F_A=4×100N=400N，
G₂恰好勻速下降，繩重、滑輪重及滑輪的摩擦不計(jì)，
則G₂對(duì)杠桿的拉力等于G₃對(duì)杠桿的拉力，且G₂對(duì)杠桿的拉力和G₃對(duì)杠桿的拉力之和等于400N，
所以，G₂=$\frac{400N}{2}$=200N，
②對(duì)G₃進(jìn)行受力分析可知，G₃受到豎直向下的重力、豎直向上的拉力F_上和豎直向下的拉力F_下，且F_上=G₃+F_下；
F_上與G₃對(duì)杠桿的拉力是一對(duì)相互作用力，則F_上=200N，G₃=160N．
則F_下=F_上-G₃=200N-160N=40N，
當(dāng)G₂恰好勻速下降時(shí)，G₄向左勻速運(yùn)動(dòng)，
物體G₄受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，
故摩擦力f=F_下=40N，
若用力F沿水平方向向右勻速拉動(dòng)物體G₄，使G₂勻速上升，此時(shí)物體G₄在水平方向受向左的摩擦力f和向左的拉力F_下；
根據(jù)力的平衡條件可得，力F的大小：F=f+F_下=2f=2×40N=80N．
故答案為：200；80．

點(diǎn)評(píng) 此題考查杠桿的應(yīng)用和二力平衡的條件的應(yīng)用，涉及到物體的受力分析、力的作用的相互性等知識(shí)點(diǎn)，是一道綜合性很強(qiáng)的題目，關(guān)鍵是通過(guò)對(duì)G₃進(jìn)行受力分析，根據(jù)力的平衡和相互作用力求出G₃受到的豎直向下的拉力，進(jìn)而求出摩擦力的大�。�有一定難度！