后端挑着装满道具的“百宝箱”，前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”，江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走，表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏，

Question

后端挑着装满道具的“百宝箱”，前端挑着由活动支架与花布组成的“戏台”，江西省非物质文化遗产传承人肖秋林就这样挑着担子四处游走，表演了40多年“一人一台戏”的布袋木偶戏，如图所示，假设“戏台”重100N，装了道具的“百宝箱”重200N，它们的悬挂点A、B之间距离为1.5m，扁担视作重力不计的硬直棒．

（1）挑起担子时，“百宝箱”被提高了0.6m，这一过程中，需要克服“百宝箱”重力做多少功？
（2）假设肩膀与扁担的接触点为O，当手不对扁担施加力的作用时，要使扁担在水平位置平衡，前端悬挂点A与点O的距离多大？
（3）当前端的“戏台”卸下后，左手在A点施加力，同样能使扁担在水平位置平衡，若肖师傅在站立时卸下“戏台”，则卸下“戏台”前后：
①扁担对肩膀压力___（填“变大”、“变小”或“不变”）
②肖师傅对水平地面的压强如何变化？变化多大？（假设肖师傅的每只脚与地面的接触面积为200cm²）

Answer 1

（1）克服“百宝箱”重力做的功为W=Gh=200N×0.6m=120J；
（2）设前端悬挂点A与点O的距离为L，则后端点B到O的距离为1.5m-L，
因为F₁l₁=F₂l₂，
所以200N×（1.5m-L）=100N×L，
解得L=1m；
（3）①扁担两端都挂着物体时，肩部受到的压力是物体拉力、扁担重力之和；当一端物体放下，但用手压住扁担时，扁担仍然是水平平衡的，说明此时肩部受到的压力没有变化；
②当“戏台”卸下后，肖师傅对地面的压力减小了△F=100N，而受力面积不变，由p=(F)/(S)知，压强减小；
对地面的压强减小了△p=(△F)/(S)=(100N)/(2×0.02m2)=2500Pa．
答：
（1）克服“百宝箱”重力做功120J；
（2）前端悬挂点A与点O的距离为1m；
（3）①不变；
②压强减小，减小了2500Pa．