已知一根质量分布均匀的圆柱体木料质量为60kg,体积为0.1m3。问:
(1)此木料的密度为多少?
(2)如图所示,甲、乙两人分别在A点和B点共同扛起此木料并恰好水平,其中AO=BO,O为木料的中点。求此时乙对木料的作用力大小。
(3)若在(2)中当乙的作用点从B点向O点靠近时,请列式分析此过程中甲对木料作用力大小变化情况。
解析:
(1)由题知木料质量为60kg,体积为0.1m3,带入密度公式得:
(2)木料重力
G=mg=60kg×10N/kg=600N
以A为支点,可以将质量分布均匀的木料所受的重力等效于其重心O点,则
则由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得:
F乙×AB=G×AO
即
(3)当乙的作用点向O靠近时,此时作用点记为B′;以A为支点,由杠杆平衡条件F1l1=F2l2得:
F乙×AB′=G×AO
当乙向O点靠近,AB′减小,G与AO不变,则F乙变大;因为木料处于平衡状态,故所受合力为零,则有
F乙+F甲=G
因F乙变大,所以F甲变小。
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