Question

【题目】如图甲是《天工开物》中记载的三千多年前在井上汲水的桔棒，其示意图如图乙所示。轻质杆杠的支点。距左端L1=0.5m，距右端L2=0.2m。在杠杆左端悬挂质量为2kg的物体A，右端挂边长为0.1m的正方体B，杠杆在水平位置平衡时，正方体B的质量为 7kg。(g=10N/kg，不计杠杆与轴之间摩擦)

(1)求：①绳子对B的拉力FB； ②正方体B对地面的压力F压；③正方体B对地面的压强pB；

(2)若把B物体浸没在水中，通过计算说明这种情况下A物体是否能将物体B提起。(设B始终浸没水中)

Answer 1

【答案】（1） 50N 20N 2000Pa （2）不能被拉起

【解析】

（1）．①由杠杆平衡条件可得，绳子对B的拉力FB为：

；

②B物体受到向下的重力为：

GB=mBg=7kg×10N/kg=70N

同时还受到向上的50N的拉力，地面对B向上的支持力，由力的平衡可知地面对B向上的支持力为：

70N-50N=20N

因为压力与支持力是一对相互作用力，因此正方体B对地面的压力F压=20N；

③正方体B对地面的压强PB为：

；

（2）．当B物体浸没在水中，此时B受到的浮力为：

此时，物块B受到向下的重力，向上的浮力和向上的拉力的共同作用，若要物块B被拉起，则所需最小拉力为：

F拉=G-F浮=70N-10N=60N

因为A能提供的最大拉力为50N小于所需拉力60N，因此B不能被拉起。

答：（1）．①绳子对B的拉力为50N； ②正方体B对地面的压力为20N；③正方体B对地面的压强2000Pa；

（2）．B不能被拉起。