Question

在如图所示装置中，甲物重G_甲=10 N，乙物重G_乙是动滑轮重G_轮的8倍，物体乙跟地面的接触面积为1.5×10^-2m²。轻杆AB可以绕O点转动，且OA：OB =2：1，不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压强p=2×10³Pa。求：此时动滑轮对物体乙的拉力F_拉；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零，求：丙的物重G_丙。

Answer 1

解：杠杆平衡：G_甲×OA=F_B×OB，FB=×10N=20N，
对动滑轮进行受力分析如图甲，3F_B=F_拉+G_轮，G_轮=3F_B - F_拉，
对物体己进行受力分析如图乙，G_乙= F_拉+ F_支， ，
 24F_B -8F_拉= F_拉+ F_支，
F_拉=（24F_B-F_支）=（24F_B-pS）= ×( 24×20 N -2×10³Pa×1.5×10^-2 m² ) =50N，
G_轮=3F_B-F_拉=3×20N-50N=10N， G_乙=8G_轮=8×10 N=80 N，
物体乙对地面的压强为零时，即地面对物体乙的支持力F_支'为零，
此时物体乙受力F_拉'=G_乙=80 N，动滑轮受力3F_B'= F_拉'+ G_轮，
F_B'=（F_拉'+G_轮）=×（80N+10N）=30N，
杠杆平衡：F_A'×OA=F_A'×OB，
对杠杆A端进行受力分析如图丙，F_A'=G_甲+G_丙，
G_丙=×30N-10N=5N。
（画出受力分析图，解题过程中注意相应的文字说明。）