如图是运动员在水平地面上做俯卧撑时的情景.已知地面对两个手掌的支持力为360N,对两个脚尖的支持力为240N,手掌到脚尖的距离为1.5m,则运动员所受的重力为N,人体重心到脚尖的水平距离为m.
分析:
(1)根据物体的受力平衡即可求出重力;
(2)以脚尖为支点,则支持力的力臂为L$_1$,人体重心到脚尖为L$_2$,根据杠杆平衡条件即可求出L$_2$.
解答:
(1)运动员在竖直方向受竖直向上的支持力F$_1$、F$_2$,竖直向下的重力G的作用,物体受力平衡,
则G=F$_1$+F$_2$=360N+240N=600N;
(2)以脚尖为支点,则支持力的力臂为L$_1$,人体重心到脚尖为L$_2$,
根据杠杆平衡条件得:F$_1$L$_1$=GL$_2$,
L$_2$=$\frac {F$_1$L$_1$}{G}$=$\frac {360N×1.5m}{600N}$=0.9m.
故答案为:600;0.9.
点评:
本题通过学生的体育活动考查物体受力平衡分析和杠杆平衡条件的应用,综合性较强,也体现了生活和物理的密切关系.
一辆搬运砖头的独轮车,车箱和砖头所受总重力G=1200N,独轮车的有关尺寸如图所示,推车时,人手向上的力F应为N.
分析:
结合图片根据杠杆平衡原理计算人手向上的力的大小.
解答:
根据杠杆平衡原理F$_1$L$_1$=F$_1$L$_1$得,
FL$_1$=GL$_2$,
F×1m=1200N×0.3m
F=360N;
故答案为:360.
点评:
本题考查了杠杆平衡条件的应用,属于基础题;正确理解杠杆平衡条件是解题的关键.
一根长为1.8m的扁担,左、右两端分别挂了24kg和30kg的货物,要使挑的时候扁担平衡,肩膀应放在距离扁担左端m的位置上(不考虑扁担的重)
分析:
扁担平衡(水平平衡),两力臂之和等于扁担长;假设支点为O,左端受力的力臂为L,求出右端受力的力臂,再求出扁担两端受力大小,根据杠杆的平衡条件求肩膀到扁担左端的距离.
解答:
点评:
本题考查了学生对杠杆的平衡条件的掌握和运用,知道扁担平衡时,两力臂之和等于扁担长是本题的关键.
如图所示,杠杆AOB的A端挂重为G_A的物体,B端挂重为G_B的物体,杠杆平衡时AO处于水平位置,若AO=BO,杠杆自重不计,则G_A和G_B的大小关系是( )
分析:
从示意图中可以看出,杠杆在OA水平放置,G_A对杠杆的拉力为竖直向下,所以G_A对杠杆拉力的力臂即为杠杆AO的长度,G_B对杠杆拉力的方向也是竖直向下,但OB不是处于水平,所以G_B对杠杆拉力的力臂小于OB的长度,根据杠杆的平衡条件分析,即可得出两个物体重力的大小.
解答:
解:杠杆的力臂如图所示:
由杠杆的平衡条件得:G_AL_A=G_BL_B
从图中可以看出力臂L_A>L_B,
所以物体的重力G_A<G_B.
故选C.
点评:
杠杆平衡条件是解决杠杆平衡问题的重要依据,解题时要找到动力、动力臂、阻力、阻力臂,这是解决问题的关键.
72kg的人站在跷跷板某一位置时,跷跷板处于如图所示的平衡状态.估测球的质量约( )
分析:
(1)跷跷板就是一个杠杆,支点为O点,杠杆的平衡条件:动力×动力臂=阻力×阻力臂;
(2)用刻度尺测量一下两边力臂的大小,求出人重力的大小,再利用杠杆的平衡条件求球重,再求球的质量.
解答:
解:如图,L_OA=1.6cm,L_OB=3.2cm,
∵跷跷板处于平衡状态,
∴G$_1$L_OA=G$_2$L_OB,即:m$_1$gL_OA=m$_2$gL_OB,
∴球的质量:
m$_2$=$\frac {m$_1$L_OA}{L_OB}$=$\frac {60kg×1.6cm}{3.2cm}$=30kg.
故选B.