Question

如图甲所示是脚踏式翻盖垃圾桶的实物图，翻盖的原理是由两个杠杆脚踏杆AO₁B、桶盖DCO₂和轻质硬杆BC组合而成，如图乙所示．桶盖的重力集中作用在桶盖中心D点，脚踏杆和其它连接杆的质量、摩擦不计，脚踏杆AO₁=24cm，O₁B=18cm，桶盖和连接杆的尺寸如图25乙所示．把桶盖顶起，脚对踏板A处的压力至少为21N，求：桶盖的质量（g=10N/kg）

Answer 1

分析：分析图乙，有两个杠杆AO₁B和O₂CD，O₁和O₂，分别为支点，知道各力臂大小，分别利用杠杆平衡条件列出方程，联立方程组求出桶盖的重，再利用重力公式求桶盖的质量．

解答：解：
设脚对A点的作用力为F，顶杆对B点的作用力为F₁，顶杆对桶盖上C点的作用力为F₂，根据杠杆平衡条件有：
F×AO₁=F₁×O₁B…①
G×DO₂=F₂×CO₂…②
F₁=F₂，

①

②

得：

F×AO1

G×DO2

=

O1B

CO2

，
即：

21N×24cm

G×35cm

=

18cm

5cm

解得G=4N；
m=

G

g

=

4N

10N/kg

=0.4kg．
答：桶盖的质量为0.4kg．

点评：该题考查了学生对物理模型的抽象、分析能力，确定两杠杆的力和力臂的大小是本题的关键．