由于交通不便．道路受阻．运送一批物资需要经过一台阶．如图甲所示．重力为8000N的油桶要及时送到指定地点，附近民工立即跑来帮忙．（1）若油桶直径为100cm，障碍物高度为20cm，民工要

问题描述：

由于交通不便．道路受阻．运送一批物资需要经过一台阶．如图甲所示．重力为8000N的油桶要及时送到指定地点，附近民工立即跑来帮忙．
（1）若油桶直径为100cm，障碍物高度为20cm，民工要将油桶推上台阶至少用力___N．至少做的功应为___J．
（2）将油桶推上台阶后，有人想了一个办法，找来一根绳子，如图乙所示，绳子的一端固定，另一端绕过油桶在绳子的自由端用200N的水平拉力，使油桶沿水平地面匀速滚动了20m到达指定地点A．在此过程中拉力所做的功为___J．

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最佳答案：

（1）将油桶推上台阶时，支点为油桶与台阶的接触点A，阻力为油桶的重；要推力最小，根据杠杆平衡条件可知，动力臂最大，最大动力臂等于直径；如图所示：

根据题意和分析可得，最大动力臂L1=d=100cm，
油桶的半径：r=

1

2

d=

1

2

×100cm=50cm，
由上图可知，OC=r-h=50cm-20cm=30cm，
根据勾股定理可得，阻力臂：L2=

OA2-OC2

=

(50cm)2-(30cm)2

=40cm．
根据杠杆平衡条件可得：FL1=GL2，
所以，最小推力：F=

GL2

L1

=

8000N×40cm

100cm

=3200N；
工人至少做的功等于克服油桶重力所做的功，
所以工人至少做的功：W=Gh=8000N×0.2m=1600J．
（2）绳子的一端固定，另一端绕过油桶，所以油桶在水平地面上匀速滚动相当于一动滑轮，
则绳子自由端移动的距离是油桶移动距离的2倍，所以s绳=2×20m=40m；
拉力所做的功：W=F拉s绳=200N×40m=8000J．
故答案为：（1）3200；1600；（2）8000．