Question

1．如图所示，将重力不计的吸盘内部空气排尽后与水平地砖完全贴合，已知贴合的面积为30cm²，大气压强为1×10⁵Pa，AB为轻质杠杆，O为转轴，OA与OB的长度之比为1：3保持杠杆水平，某人在B端用竖直向下的拉力F将吸盘沿竖直方向刚好拉离地砖．
（1）求吸盘所受的大气压力F₀
（2）求人所用拉力F
（3）若人沿图中虚线方向施加拉力F′将吸盘拉离地砖，请画出拉力F′的力臂．

Answer 1

分析 （1）根据题意，由p=$\frac{F}{S}$求出吸盘所受的大气压力；
（2）根据杠杆原理，结合题意，吸盘沿竖直方向刚好拉离地面，吸盘所受的拉力与大气对吸盘的压力是一对平衡力，据此解题；
（3）力臂是支点到力的作用线的垂直距离，据此画图．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得：吸盘所受的大气压力F₀=p₀S=1×10⁵Pa×30×10^-4m²=300N；
（2）吸盘沿竖直方向刚好拉离地面，吸盘所受的拉力与大气对吸盘的压力是一对平衡力，即F_A=F₀=300N，
由杠杆原理F_A×OA=F×OB可得：F=$\frac{{F}_{A}×OA}{OB}$=$\frac{300N×1}{3}$=100N；
（3）力臂是支点到力的作用线的垂直距离，如图所示．
答：（1）求吸盘所受的大气压力为300N；
（2）人所用拉力F为100N
（3）如图所示．

点评 本题考查的是压强、杠杆原理的计算，要理解力臂的含义，难度不大．