Question

【题目】后端挑着装满道具的“百宝箱”，前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”，江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走，表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏。如图所示，假设“戏台”重100N，装了道具的“百宝箱”重200N，它们的悬挂点之间距离为l.5m，扁担视作重力不计的硬直棒。

（1）挑起担子时，“百宝箱”被提高了0.6m，这一过程中，需要克服“百宝箱”重力做多少功?

（2）假设肩膀与扁担的接触点为D，当手不对扁担施加力的作用时，要使扁担在水平位置平衡，前端悬挂点A与O点的距离多大?

（3）当前端的“戏台”卸下后，左手在A点施加力，同样能使扁担在水平位置平衡。若肖师傅是在站立时卸下“戏台”，则卸下“戏台”前后：

①扁担对肩膀压力 （填“变大”、“变小”或“不变”）。

②肖师傅对水平地面的压强如何变化?变化多大?（假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm2）

Answer 1

【答案】（1）120J； （2）1.0m； （3）①不变、②减小、减小2.5×103Pa

【解析】

试题分析：（1）需要克服“百宝箱”重力做功W=G箱h=200N×0.6m=120J

（2）设前端悬挂点A与O点的的距离为L1，后端悬挂点A与O点的的距离为L2，由杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知，G台L1=G箱（LAB－L1），数据代入得：100N×L1=２00N×（1.5m－L1），解得：L1=1.0m

（3）①扁担对肩膀压力不变,因为扁担在水平位置仍平衡，左手在A点施加力大小等于“戏台”对A点施加力。

②由于肖师傅对水平地面的压力F =G总，卸下“戏台”，总的重力减小，肖师傅对水平地面的压力减小，所以压强减小，减小的压强△p=△F/S=G台/S=100N/（2×200×10-4m2）=2.5×103Pa。