因为OB:BC=1:2,所以OB:OC=1:3,又因为OA:OC=1:2,所以OA:OB=3:2,
在杠杆上B点施加力时,
∵p=,
∴D对地面的压力:
F压1=p1S=7000Pa×0.2m×0.2m=280N,
又∵D对桌面的压力等于D的重力减去杠杠的拉力,即F压1=GD-F1′,
∴F1′=GD-F压1=GD-280N,
∵杠杠平衡,
∴F1′×OA=F×OB,
∴F1′=F,----------①
即:GD-280N=F,-------------------②
在杠杆上C点施加力时,
∵p=,
∴D对地面的压力:
F压2=p2S=6000Pa×0.2m×0.2m=240N,
又∵D对桌面的压力等于D的重力减去杠杠的拉力,即F压2=GD-F2′,
∴F2′=GD-F压2=GD-240N,
∵杠杠平衡,
∴F2′×OA=F×OC,
∴F2′=2F,------------③
即:GD-240N=2F,------------------④
(1)得:
F1′:F2′=F:2F=1:3,
(2)④-②得:
40N=2F-F
∴F=30N;
(3)④代入②得:
GD-280N=(GD-240N)
解得:
GD=300N,
当物体D对地面的压强为零时,F3′=GD=300N,
∵杠杆在水平位置平衡
∴F3′×OA=F′×OC,
∴F′=F3′=×300N=150N.
答:(1)F1?和F2?的比值为1:3;
(2)F的大小为30N;
(3)如果要使物体D对地面的压强为零,杠杆在水平位置平衡时,需要在C点作用至少150N的力.