如图所示,一正方体合金块M的边长为20cm,把它挂在以O为支点的轻质杠杆的A点处,一个重为640N的人在杠杆的B点通过定滑轮用力F1使杠杆在水平位置平衡,此时M对水平地面的压强为1.1×104Pa,

问题描述:

如图所示,一正方体合金块M的边长为20cm,把它挂在以O为支点的轻质杠杆的A点处,一个重为640N的人在杠杆的B点通过定滑轮用力F1使杠杆在水平位置平衡,此时M对水平地面的压强为1.1×104Pa,人对水平地面的压强为1.45×104Pa.已知OA:OB=1:3,人单独站在水平地面上,对地面的压强为1.6×104Pa,求金属块的重力.

∵p=

F
S
,人单独站立时对水平地面的压强p=1.6×104Pa,
∴人与地面的接触面积:
S=
F
p
=
G
p
=
640N
1.6×104Pa
=0.04m2
∵p=
F
S
,人拉绳子时对地面的压强p1=1.45×104Pa,
∴人拉绳子时对地面的压力:
F=p1S=1.45×104Pa×0.04m2=580N,
人对绳子的拉力F1=G-F=640N-580N=60N,
由杠杆平衡条件得:F1×OB=FA×OA,
金属块对杠杆的拉力:FA=
F1×OB
OA
=60N×
3
1
=180N,
∵p=
F
S

∴金属块M对地面的压力:
F金属块=p金属块S金属块=1.1×104Pa×0.2m×0.2m=440N,
金属块的重力:
G金属块=F金属块+FA=440N+180N=620N;
答:金属块的重力为620N.