Question

1．如圖所示，將重力不計的吸盤內部空氣排盡后與水平地磚完全貼合，已知貼合的面積為30cm²，大氣壓強為1×10⁵Pa，AB為輕質杠桿，O為轉軸，OA與OB的長度之比為1：3保持杠桿水平，某人在B端用豎直向下的拉力F將吸盤沿豎直方向剛好拉離地磚．
（1）求吸盤所受的大氣壓力F₀
（2）求人所用拉力F
（3）若人沿圖中虛線方向施加拉力F′將吸盤拉離地磚，請畫出拉力F′的力臂．

Answer 1

分析 （1）根據題意，由p=$\frac{F}{S}$求出吸盤所受的大氣壓力；
（2）根據杠桿原理，結合題意，吸盤沿豎直方向剛好拉離地面，吸盤所受的拉力與大氣對吸盤的壓力是一對平衡力，據此解題；
（3）力臂是支點到力的作用線的垂直距離，據此畫圖．

解答 解：（1）由p=$\frac{F}{S}$可得：吸盤所受的大氣壓力F₀=p₀S=1×10⁵Pa×30×10^-4m²=300N；
（2）吸盤沿豎直方向剛好拉離地面，吸盤所受的拉力與大氣對吸盤的壓力是一對平衡力，即F_A=F₀=300N，
由杠桿原理F_A×OA=F×OB可得：F=$\frac{{F}_{A}×OA}{OB}$=$\frac{300N×1}{3}$=100N；
（3）力臂是支點到力的作用線的垂直距離，如圖所示．
答：（1）求吸盤所受的大氣壓力為300N；
（2）人所用拉力F為100N
（3）如圖所示．

點評 本題考查的是壓強、杠桿原理的計算，要理解力臂的含義，難度不大．