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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.

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.

【答案】(1)利用密度公式和重力公式求出配重的重力,配重单独放置时对地面的压力和自身的重力相等,利用压强公式求出对地面的压强;

(2)对配重受力分析,根据力的平衡求出两种情况下配重受到的支持力,配重受到的支持力和对地面的压力相等,根据压强公式表示出配重对地面的压强结合压强比值得出等式,即可求出动滑轮自重;

(3)当配重与地面的压强为零时,对人受力分析,根据F=(G物+G动)求出拉力,根据力的平衡求出人受到的支持力,根据相互作用力求出对地面的压力.