Question

如圖所示是一種簡易“千斤頂”．一豎直放置的T形輕桿由于光滑限制套管P的作用，使它只能在豎直方向上運動．若輕桿上端放一質量M=100kg的物體，輕桿的下端通過一與桿固定連接的小輪放在傾角為θ=37°的斜面體上，并將斜面體放在光滑水平面上．現沿水平方向對斜面體施以推力F，（小輪與斜面體的摩擦和質量不計，g=10m/s²） 
（1）畫出對T形輕桿（包括滑輪）的受力分析示意圖；
（2）滑輪對斜面體的壓力為多少？
（3）為了能將重物頂起，F最小值為多少？

Answer 1

分析：先對小輪和桿整體分析受力，由平衡條件得出斜面對小輪的支持力，由牛頓第三定律得到小輪對斜面的壓力．再對斜面體進行研究，由平衡條件求F；

解答：解：（1）結合平衡條件畫出受力分析示意圖：

（2）受三個力的作用處于平衡時其中兩個力的合力與第三個力等大反向，即F_N2與F_N3的合力與重力等大反向，做平行四邊形合成如上圖虛線部分，
根據幾何知識滑輪對斜面體的壓力為：
F_N2=

Mg

cosθ

=

1000

0.8

=1250N
（3）對斜面體受力分析，根據牛頓第三定律斜面對滑輪的支持力與滑輪對斜面體的壓力大小相等F_N2′=F_N2，

由平衡條件可知，
F=F_N2′sinθ=750N
答：（1）如圖．
（2）滑輪對斜面體的壓力為1250N．
（3）將重物頂起，F最小值為750N．

點評：本題采用隔離法受力分析，考查了平衡條件的運用，注意正確選擇研究對象及受力分析．