解题思路:(1)知道F1的大小,两力臂的比值,利用杠杆的平衡条件可求物体的质量M;
(2)知道两次用力时对地面的压强,分别列方程式求小强重和受力面积(与地的接触面积),再利用重力公式求小强的质量;
(3)根据公式的计算公式W=Fs,代入数据即可.
:(1)如图,
∵使用定滑轮改变了动力的方向,不能省力,
∴细绳对横杆A端的拉力:F=G=Mg,
又∵杠杆平衡,FB=300N,LOA:LOB=4:5,
∴MgLOA=FBLOB,
∴物体的质量:
M=
FBLOB
gLOA=[300N/10N/kg]×[5/4]=37.5kg;
(2)小强站在水平地面上时:
p1=
F1
S=[G/S]=1.1×104Pa,-----①
当他用力举起横杆B端恰好使AB在水平位置平衡时:
p2=
FB+G
S=[300N+G/S]=1.6×104Pa,-----②
由①②联立解得:
G=660N,S=6×10-2m2;
小强的质量:
m=[G/g]=[660N/10N/kg]=66kg;
(3)W=FBs=300N×0.2m=60J
答:(1)物体M的质量为37.5kg;
(2)小强的质量66kg;
(3)小强举起横杆B端0.2m做的功是60J.
点评:
本题考点: 杠杆的平衡分析法及其应用;功的计算.
考点点评: (1)此题考查了有关杠杆平衡条件的应用,首先要掌握杠杆平衡条件公式,分析出杠杆所受的力及对应的力臂,将已知条件代入即可求出所求的量.
(2)考查了压强公式的应用,掌握其基本公式并会对其进行变形.
(3)考查了功的计算,确定力和在力的方向上移动的距离,代入W=Fs便可求得.