因为防疫的需要，很多地方常用如图甲所示的伸缩隔离柱分流人群。圆盘形底座质量分布均匀，直径，正中有一立柱杆身，顶端伸缩头中有可收缩的布带，内部有弹性装置固定，松手后布带会自动收回伸缩头中。其模型结构如图乙，为伸缩头固定装置，为杆身和底座连接处杆身直径、布带宽度、底座厚度均不计，除底座外其余部件的质量都不计，长，底座标配质量为。

1. 因为防疫的需要，很多地方常用如图甲所示的伸缩隔离柱分流人群。圆盘形底座质量分布均匀，直径 $\text{[math]}$ ，正中有一立柱杆身，顶端伸缩头中有可收缩的布带，内部有弹性装置固定，松手后布带会自动收回伸缩头中。其模型结构如图乙， $\text{[math]}$ 为伸缩头固定装置， $\text{[math]}$ 为杆身和底座连接处 $\text{[math]}$ 杆身直径、布带宽度、底座厚度均不计，除底座外其余部件的质量都不计 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 长 $\text{[math]}$ ，底座标配质量为 $\text{[math]}$ 。

(1) 图甲中布带向右拉出时，可将隔离柱整体看作一根杠杆，在图乙中画出隔离柱受到拉力的力臂 $\text{[math]}$ ；

(2) 在使用“标配底座”时，布带可承受的最大拉力为多少？（ $\text{[math]}$ 取 $\text{[math]}$ ）

【考点】

力臂的画法; 杠杆的动态平衡分析;

【答案】

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综合题普通

1. 从地面上搬起重物我们的常见做法是弯腰（如图甲）或人下蹲弯曲膝盖（如图乙）把它搬起来，哪种方法好呢？下面就建立模型说明这个问题。把脊柱简化为杠杆如图丙所示，脊柱可绕骶骨（轴）O转动，腰背部复杂肌肉的等效拉力F₁作用在A点，其实际作用方向与脊柱夹角为12°且保持不变，搬箱子拉力F₂作用在肩关节B点，在B点挂一重物代替箱子。用测力计沿F₁方向拉，使模型静止，可测出腰背部复杂肌肉拉力的大小。接着，改变脊柱与水平面的夹角即可改变杠杆与水平面的夹角α，多次实验得出结论。

(1)在丙图中画出F₂力臂L₂。

(2)当α角增大时，L₂（变大/不变/变小），F₁（变大/不变/变小）。

(3)如果考虑到人上半身的重力，那么腰背部肌肉的实际拉力将比丙图中F₁要（大/小）。

(4)对比甲乙两种姿势所对应丙图中的两种状态，由以下分析可得，（甲/乙）图中的姿势比较正确。

综合题普通

2. 如图所示是人们用木棒撬石块的示意图．撬石块有两种方法：第一种是以B点为支点，在C点用与棒垂直的力F_下向下撬；第二种是以A点为支点，在C点用与棒垂直的力F_上向上撬（木棒自重不计）．已知AC=2米，BC=1.6米，且AD=DB，则：

(1) 若石块对垂直于撬棒的阻力f为100牛，求垂直杠杆向上用力时的动力F_上的大小．

(2) 假设石块对撬棒的阻力始终为f，采用两种不同方向用力时，动力F_下与F_上的差值为30N，求阻力f的大小．

综合题困难

3. 如图是电信工人竖立电线杆工作过程的示意图，将电线杆AB的下端A支在要竖起位置的空穴中，拉线拴在杆上的P点，PA的长度与定滑轮O离地面的高度OC相等．若用L表示拉线对电线杆的拉力F的力臂，则在将杆慢慢拉起至杆立直的过程中．

(1) L的变化情况是．（增加、减小、先增加后减小、先减小后增加）

(2) FL的变化情况是．（增加、减小、先增加后减小、先减小后增加）

综合题普通