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九年级物理填空题一般
题目
如图所示,轻质杠杆OBOB可绕固定轴OO自由转动(AB=2AO)\left(AB=2AO\right).将棱长为10cm10cm的正方体合金块,用轻绳挂在AA点处,在BB点施加竖直向上的力F1=30NF_{1}=30N时,杠杆在水平位置平衡,此时合金块对水平地面的压强恰好为00,则合金块的质量是______kg.kg.若撤去F1F_{1},在BB点施加力F2F_{2}时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa1.2\times 10^{3}Pa,则力F2F_{2}的大小是______NN.
知识点:杠杆的平衡条件、液体的压强的计算章节:未标注

答案与解析

答案

(1)在BB点施加力F1=30NF_{1}=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为00.对合金块进行受力分析可知,此时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力,并且这两个力是一对平衡力,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}可得,GOA=F1OBG\cdot OA=F_{1}\cdot OB,即GOA=30N3OAG\cdot OA=30N\cdot 3OA
解得G=90NG=90N
合金块的质量m=Gg=90N10N/kg=9kgm=\frac{G}{g}=\frac{90N}{10N/kg}=9kg
(2)(2)从图中可以看出,

OBCOBC为直角三角形,而直角三角形3030^{\circ}角对应的直角边等于斜边的一半,故拉力F2F_{2}的力臂为L2=12OBL_{2}=\frac{1}{2}OB
撤去F1F_{1},在BB点施加F2F_{2}时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa1.2\times 10^{3}Pa,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力,如图所示:
FN=pS=1.2×103Pa×0.1m×0.1m=12NF_{N}=pS=1.2\times 10^{3}Pa\times 0.1m\times 0.1m=12N

FA+FN=GF_{A}+F_{N}=G
FA=GFN=90N12N=78NF_{A}=G-F_{N}=90N-12N=78N
根据杠杆平衡条件:
F2L2=FAOAF_{2}L_{2}=F_{A}OA,即F212OB=78N13OBF_{2}\cdot \frac{1}{2}OB=78N\cdot \frac{1}{3}OB
解得F2=52NF_{2}=52N
故答案为:995252

解析

(1)在BB点施加力F1=30NF_{1}=30N时,杠杆在水平位置平衡,合金块对水平地面的压强恰好为00.对合金块进行受力分析可知,此时合金块受到竖直向下的重力和细绳对它竖直向上的拉力,并且这两个力是一对平衡力,根据杠杆平衡条件:F1L1=F2L2F_{1}L_{1}=F_{2}L_{2}可得,GOA=F1OBG\cdot OA=F_{1}\cdot OB,即GOA=30N3OAG\cdot OA=30N\cdot 3OA
解得G=90NG=90N
合金块的质量m=Gg=90N10N/kg=9kgm=\frac{G}{g}=\frac{90N}{10N/kg}=9kg
(2)(2)从图中可以看出,

OBCOBC为直角三角形,而直角三角形3030^{\circ}角对应的直角边等于斜边的一半,故拉力F2F_{2}的力臂为L2=12OBL_{2}=\frac{1}{2}OB
撤去F1F_{1},在BB点施加F2F_{2}时,合金块对地面的压强为1.2×103Pa1.2\times 10^{3}Pa,对合金块进行受力分析可知,此时合金块受重力、绳子向上的拉力及地面对它的支持力,如图所示:
FN=pS=1.2×103Pa×0.1m×0.1m=12NF_{N}=pS=1.2\times 10^{3}Pa\times 0.1m\times 0.1m=12N

FA+FN=GF_{A}+F_{N}=G
FA=GFN=90N12N=78NF_{A}=G-F_{N}=90N-12N=78N
根据杠杆平衡条件:
F2L2=FAOAF_{2}L_{2}=F_{A}OA,即F212OB=78N13OBF_{2}\cdot \frac{1}{2}OB=78N\cdot \frac{1}{3}OB
解得F2=52NF_{2}=52N
故答案为:995252

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