Question

在右图所示装置中，甲物重G_甲=10N，乙物重G_乙是动滑轮重G_轮的8倍．物体乙跟地面的接触面积为1.5×10^-2m²．轻杆AB可以绕O点转动，且OA：OB=2：1．不计轴摩擦，装置如图所示处于平衡状态时，乙对水平地面的压强P=2×10³Pa．求：此时动滑轮对物体乙的拉力F_拉；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零．求：丙的物重G_丙．

Answer

（1）先利用杠杆的平衡条件求出杠杆B端对杠杆的拉力FB的大小，然后进行受力分析得出与拉力有关的动滑轮重力的表达式G轮=3FB-F拉；在对物体乙进行受力分析，得出与拉力有关的物块乙的重力的表达式G乙=F拉+F支，通过比值关系可得出动滑轮对物体乙的拉力；
（2）当物体乙对地面的压强为零时，地面对物体乙的支持力F支′为零，此时物体乙受力F拉′=G乙，动滑轮受力3FB′=F拉′+G轮，再据杠杆的平衡条件可求出次杠杆A端所受的拉力FA′，由于此时FA′=G甲+G丙，进而求出丙物体的重力．
【解析】
（1）杠杆平衡：G甲×OA=FB×OB
FB=×G甲=×10N=20N
对动滑轮进行受力分析如图甲
3FB=F拉+G轮
G轮=3FB-F拉
对物体乙进行受力分析如图乙
G乙=F拉+F支；==；
24FB-8F拉=F拉+F支
F拉=（24FB-F支）=（24FB-pS）
=×（24×20N-2×103Pa×1.5×10-2m2）=50N；
G轮=3FB-F拉=3×20N-50N=10N
G乙=8G轮=8×10N=80N
（2）物体乙对地面的压强为零时，即地面对物体乙的支持力F支′为零
此时物体乙受力F拉′=G乙=80N，
动滑轮受力3FB′=F拉′+G轮
FB′=（F拉′+G轮）=×（80N+10N）=30N
杠杆平衡：FA′×OA=FB′×OB
对杠杆A端进行受力分析如图丙
FA′=G甲+G丙
G丙=×FB′-G甲=×30N-10N=5N；
答：此时动滑轮对物体乙的拉力F拉是50N；若在物体甲下面再加挂物体丙，恰使物体乙对地面的压强为零时丙的物重G丙是5N．