如图所示,其中横杆MN可绕固定点O在竖直平面内转动,OM:ON=4:5,系在横杆M端的细绳悬挂着物体A.小强站在水平地面上时对地面的压强为1.0×104Pa,当他用300N竖直向下的力拉横杆N端恰好使
如图所示,其中横杆MN可绕固定点O在竖直平面内转动,OM:ON=4:5,系在横杆M端的细绳悬挂着物体A.小强站在水平地面上时对地面的压强为1.0×104Pa,当他用300N竖直向下的力拉横杆N端恰好使横杆在水平位置平衡,此时他对水平地面的压强为0.5×104Pa.若在物体A下面再加挂重125N的物体B,当横杆在水平位置再次平衡时,他对横杆N端竖直向下的拉力为F,此时小强对水平地面的压强为P2,根据上述条件,下列计算结果正确的是(g取10N/kg,横杆MN与细绳的质量均忽略不计)( )

A. 物体A的质量为375kg
B. 小强的质量为65kg
C. F的大小为400N
D. p2的大小为0.2×104Pa
【答案】C
【解析】(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A的质量;
(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)根据杠杆的平衡条件及两力臂的比值求出小强对杆的拉力F;
(4)知道F的大小,求出小强对地面的压力,根据p=
求出对地面的压强.
解:(1)如图,
∵杠杆平衡,F1=300N,LOM:LON=4:5,
∴mAgLOM=F1LON,
∴物体的质量:
mA=
=
=37.5kg,A错误;
(2)小强站在水平地面上时:
p1=
=
=1.0×104Pa, ①
当他用300N竖直向下的力拉横杆N端使MN在水平位置平衡时:
p2=
=
=0.5×104Pa, ②
由①②联立解得:
G=600N,S=6×10 2m2;
小强的质量:
m=
=
=60kg,B错误;
(3)A的重力GA=mAg=37.5kg×10N/kg=375N,当在A加挂125N的物体,根据杠杆的平衡条件:
G(A+B)•LOM=F•LON
则F=
=
=400N,C正确;
(4)p2=
=
=
=0.33×104Pa,D错误.
故选C.
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