试题

（2009·怀柔区一模）如图所示，正方体合金块A的边长为0.2m，把它挂在以O为支点的轻质杠杆的M点处，在A的正下方放置一个同种材料制成的边长为0.1m的立方体B，物体B放置在水平地面上；OM：ON=1：3．一个重为640N的人在杠杆的N点通过定滑轮用力F₁使杠杆在水平位置平衡，此时A对B的压强为1.4×10⁴Pa，人对水平地面的压强为1.45×10⁴Pa；若人用力F₂=90N仍使杠杆在水平位置平衡，此时物体B对地面的压强为p．已知人单独站在水平地面上，对地面的压强为1.6×10⁴Pa（g取10N/kg）．则：压强p的大小为Pa．

解：（1）①人单独站在水平地面上，对地面的压强为1.6×10⁴Pa，∵P_人=

G人

S人

，
∴人与地面的接触面积S_人=

G人

P人

=

640N

1.6×104Pa

=0.04m²
②人在杠杆的N点通过定滑轮用力F₁使杠杆在水平位置平衡，人对水平地面的压强为1.45×10⁴Pa，此时P_人′=

G人-F1

S人

∴人的拉力F₁=G_人-P_人′S_人=640N-1.45×10⁴Pa×0.04m²=60N．
（2）杠杆第一次在水平位置平衡时可以得出：F_AOM=F₁ON
∴杠杆对A的拉力F_A=

F1×ON

OM

=60N×3=180N
此时A对B的压强为1.4×10⁴Pa，即P_A=

GA-FA

SB

=1.4×10⁴Pa
∴金属块A的重力G_A=P_AS_B+F_A=1.4×10⁴Pa×0.1m×0.1m+180N=320N
∴金属块A的质量m_A=

GA

g

=

320N

10N/kg

=32kg
A的密度ρ_A=

mA

VA

=

32kg

(0.2m)3

=4×10³kg/m³．
A和B是同种材料制成的，B的密度和A的密度相等，也是4×10³kg/m³
（3）杠杆第二次在水平位置平衡时可以得出：F_A′OM=F₂ON
∴此时杠杆对A的拉力F_A′=

F2×ON

OM

=90N×3=270N
此时A对B的压力F=GA-F_A′=320N-270N=50N
金属块B的重力G_B=ρV_Bg=4×10³kg/m³×（0.1m）³×10N/kg=40N
∴物体B对地面的压强P=

GB+F

SB

=

40N+50N

0.1m×0.1m

=9×10³Pa．
故答案为：9×10³．