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（2009•丰台区二模）如图所示，金鹏同学为他的妈妈设计了一款颈椎拉伸器，左边滑轮下端是由密度为3×103kg/m3的圆

来源：学生作业帮 编辑：搜搜考试网作业帮 分类：综合作业 时间：2024/06/29 18:05:05
（2009•丰台区二模）如图所示，金鹏同学为他的妈妈设计了一款颈椎拉伸器，左边滑轮下端是由密度为3×103kg/m3的圆柱体合金块充当配重，它的底面积为5dm2，高为4dm．右边自由端安放颈圈套在患者的颈部．当颈部承受拉力为55N时，配重对地面的压强为p1，当颈部承受的拉力为105N时，配重对地面的压强为p1′，已知p1：p1′=2：1，妈妈重600N，忽略绳重和摩擦，g=10N/kg，求：
（1）配重单独放置时对地面的压强；
（2）动滑轮自重；
（3）当配重与地面的压强为零时，妈妈对地面的压力为多少．
（2009•丰台区二模）如图所示，金鹏同学为他的妈妈设计了一款颈椎拉伸器，左边滑轮下端是由密度为3×103kg/m3的圆
（1）由ρ=
m
V和G=mg可得：
G物=mg=ρVg=3.0×103kg/m3×5×10-2m×0.4m×10N/kg=600N，
因为配重单独放在地面上，
∴F压=G物=600N，
对地面的压强：
p=
F压
S=
600N
5×10−2m2=1.2×104Pa；
（2）配重的受力分析如图1所示：
∵F拉1=
G物−N1+G动
n，
∴N1=G物+G动-4F拉1------------------①
∵F拉2=
G物−N2+G动
n，
∴N2=G物+G动-4F拉2------------------②
∵配重的受力面积一定，
∴
N1
N2=
p1
p1′=
2
1，
由①②两式可得：

N1
N2=
G物+G动−4F拉1
G物+G动−4F拉2=
600N+G动−4×55N
600N+G动−4×105N=
2
1，
∴G动=20N；
（3）当配重与地面的压强为零时，人受力如图2所示：
F拉3=
G物+G动
n=
600N+20N
4=155N，
对地面的压力：
F压′=N′=G人-F拉3=600N-155N=445N．
答：（1）配重单独放置时对地面的压强为1.2×104Pa；
（2）动滑轮自重为20N；
（3）当配重与地面的压强为零时，妈妈对地面的压力为445N．
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