Question

如图所示，杠杆AD放在钢制水平凹槽BC中，杠杆AD能以B点或C点为支点在竖直平面内转动，BC=0.2m．细绳的一端系在杠

Answer 1

解题思路：将整个题目分成三部分：

①动滑轮的特点：F=[1/2]（G_动+G_物）

②杠杆的平衡条件：F₁L₁=F₂L₂

③浮力知识：F=G-F_浮

关键是对各种情况进行受力分析，搞清各力之间的关系，什么时候是最小值，什么时候是最大值；

由于60N≤F≤200N，当F_min=60N时，由题意知，此时以B点为支点，分别以E、杆、H为研究对象，受力分析如图所示：

；

因为是动滑轮，所以F_A=[1/2]（m+m₀）g

F_D=F+G_H-F_浮=F+ρgV-ρ_水gV

根据题意及杠杆的平衡条件：

F_A•L_AB≤F_D•L_BD

则[1/2]（m+m₀）g×L_AB≤（F_min+ρgV-ρ_水gV）×L_BD①

当F_max=200N时，由题意知，此时以C点为支点，分别以以E、杆、H为研究对象，受力分析如图所示：

根据题意及杠杆的平衡条件：

F_A•L_AC≥F_D•L_CD

则[1/2]（m+m₀）g×L_AC≥（F_max+ρgV-ρ_水gV）×L_CD②

由①②可得：

[1/3]（F_max+ρgV-ρ_水gV）≤[1/2]（m+m₀）g≤F_min+ρgV-ρ_水gV

V≥1.0×10^-3m³，m≥13kg

因此物体E的最小质量为13kg，物体H的最小体积为1.0×10^-3m³．

答：（1）物体E的最小质量为13kg；（2）物体H的最小体积为1.0×10^-3m³．

点评：

本题考点： 杠杆的平衡分析法及其应用；浮力大小的计算．

考点点评： 此题是一道有关杠杆、滑轮、浮力的综合性题目，关键是利用学过的知识对杠杆进行分析，利用滑轮和浮力的知识分析出杠杆所受的力，根据杠杆的平衡条件计算出结果．