有一直径为100厘米,质量为50千克的均匀圆柱体放在水平地面上,靠在20厘米高的台阶边,如图所示.为了使它滚上台阶,物体的推力至少为________牛,推力至少对物体

发布时间:2020-08-11 03:07:24

有一直径为100厘米,质量为50千克的均匀圆柱体放在水平地面上,靠在20厘米高的台阶边,如图所示.为了使它滚上台阶,物体的推力至少为________牛,推力至少对物体做功________焦.(g取10牛/千克)

网友回答

200    100
解析分析:由杠杆的平衡条件可知:当阻力、阻力臂一定时,动力臂越大,则动力越小;因此解答此题,只需找出使动力臂最大的动力作用点,然后作动力臂的垂线即可.
根据图示找出动力臂和阻力臂的关系,再利用杠杆平衡的条件求出动力的大小,然后根据W=FS求出做功的多少.

解答:解:由杠杆的平衡条件可知,在阻力乘阻力臂不变时,动力臂越长所用的动力越小;
支点为O,过支点O做直径OA,过A做OA的垂线,可得动力的作用线,按这个方向用力,动力臂最长,最省力,如图所示.
从图中可以看出动力臂为L1,其长度等于直径,即L1=100cm=1m;
阻力臂为L2,即为OC的长度,B为圆环圆心,线段BC长度等于圆半径和台阶高度之差,
即BC=0.5m-0.2m=0.3m,
△OBC为直角三角形,根据勾股定理得:
L2=OC===0.4m,
圆柱的重力G=mg=50kg×10N/kg=500N,
由杠杆平衡条件:FL1=GL2
∴F===200N.
根据功的原理可知,将这个油桶滚上台阶做的功,等于克服轮子重力做的功,
即W=Gh=500N×0.2m=100J.
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