践行者初中物理力学典题详解第139题

21.杠杆和滑轮等简单机械在我国古代就有了许多巧妙的应用，护城河上安装的吊桥装置就是一个简易杠杆。在拉起吊桥过程中，吊桥可看作杠杆，桥的重心位于几何重心，支点为B点，绳子的拉力作用于A点，吊桥质量为200kg.吊桥未被拉起时，绳AC与桥AB形成的夹角为45°，√2取1.4，忽略绳重和摩擦，求：⑴吊桥被拉起的瞬间拉力F的大小；

⑵若吊桥A端匀速上升0.5m，用时0.2s，求该过程拉力的功率。

解析:⑴由杠杆和几何知识可知:

①阻力F2=G=mg

=200mg×10N/kg

=2000N，

阻力臂L2=AB/2，

②动力臂L1=BE

=AB/√2，

所以当吊桥被拉起的瞬间拉力F1的大小为:

F1=F2×L2/L1

=2000N×AB/2/AB/√2

=1400N；

⑵由题意知:不计绳重和摩擦，

且由图知，该机械是一个定滑轮，

则拉力做的功就是克服重力做的功，

又当A端匀速上升0.5m时，即h=0.5m时，

则由几何知识可知D点上升的高度为:

h'=h/2=0.5m/2=0.25m，

因为G=2000N，h'=0.25m，

所以W=Gh'

=2000N×0.25m

=500J，

又t=0.2s

所以P=W/t

=500J/0.2s

=2500W。

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