Question

【题目】如图所示是一种简易“千斤顶”．一竖直放置的T形轻杆由于光滑限制套管P的作用，使它只能在竖直方向上运动．若轻杆上端放一质量M=100kg的物体，轻杆的下端通过一与杆固定连接的小轮放在倾角为θ=37°的斜面体上，并将斜面体放在光滑水平面上．现沿水平方向对斜面体施以推力F，（小轮与斜面体的摩擦和质量不计，g=10m/s2）

（1）画出对T形轻杆（包括滑轮）的受力分析示意图；
（2）滑轮对斜面体的压力为多少？
（3）为了能将重物顶起，F最小值为多少？

Answer 1

【答案】
（1）

解：结合平衡条件画出受力分析示意图：

（2）

解：受三个力的作用处于平衡时其中两个力的合力与第三个力等大反向，即FN2与FN3的合力与重力等大反向，做平行四边形合成如上图虚线部分，

根据几何知识滑轮对斜面体的压力为：

FN2= = =1250N

（3）

解：对斜面体受力分析，根据牛顿第三定律斜面对滑轮的支持力与滑轮对斜面体的压力大小相等FN2′=FN2，

由平衡条件可知，

F=FN2′sinθ=750N

【解析】先对小轮和杆整体分析受力，由平衡条件得出斜面对小轮的支持力，由牛顿第三定律得到小轮对斜面的压力．再对斜面体进行研究，由平衡条件求F；