试题

题目：
青果学院如图所示是举重运动员小宇自制的训练器械，轻杆AB长3m，可绕固定点O在竖直平面内自由转动，其中OA=2m，A端用细绳通过滑轮悬挂着30kg的沙袋．（g取 10N/kg，绳重及摩擦不计．） 
（1）小宇应在B端施加竖直向
上
上
的作用力，才能使轻杆AB在水平位置平衡．
（2）若使轻杆AB在水平位置保持平衡，小宇最小需要施加的力是多少？
（3）小宇一组动作为2分钟40次，每次动作使沙袋上升40cm，他克服沙袋重力做功的功率是多少．
答案
上

解：（1）要使杠杆平衡，人在B端施加的力方向应为竖直向上；
（2）F2=G=mg=30kg×10N/kg=300N；
L1=OB=3m-2m=1m；L2=OA=2m；
根据F1×L1=F2×L2；
F1=F2×
L2
L1
=300N×
2m
1m
=600N；
（3）W=Gh=300N×0.4m×40=4800J；
P=
W
t
=
4800J
120s
=40W．
答：（1）小宇应在B端施加竖直向上的作用力，才能使轻杆AB在水平位置平衡．
（2）若使轻杆AB在水平位置保持平衡，小宇最小需要施加的力是600N；
（3）他克服沙袋重力做功的功率是40W．
考点梳理
杠杆的平衡分析法及其应用；功率的计算．
（1）要使杠杆平衡，杠杆的A端的作用力竖直向上，人在B端施加的力方向应为竖直向上；
（2）A端物体受到的作用力等于沙袋的重力，根据杠杆平衡的条件求出B端小宇施加的力；
（3）先根据W=Gh求出重力做的功，再根据P=
W
t
求出克服沙袋重力做功的功率．
本题考查了学生对杠杆的平衡条件、定滑轮的特点、功和功率的计算，属于基础知识．
压轴题；简单机械．
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