Question

【题目】如图所示，一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA＝20cm，G1是边长为5cm的正方体，G2重为20N．当OB＝10cm时，绳子的拉力为_____N，此时G1对地面的压强为2×104Pa．现用一水平拉力使G2以5cm/s的速度向右匀速直线运动，经过_____s后，可使G1对地面的压力恰好为零。

Answer 1

【答案】10 10

【解析】

G2在B点时，由杠杆平衡条件得：FA×OA=G2×OB，即：FA×20cm=20N×10cm，解得：FA=10N；

物体与地面的接触面积：S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2；

物体G1对地面的压力：F=pS=2×104Pa×0.0025cm2=50N，

地面对物体的支持力：F′=F=50N，

G1受竖直向下的重力G1、地面的支持力F′、绳子的拉力FA作用，物体静止，处于平衡状态，由平衡条件得：G1=FA+F′=10N+50N=60N；

当G1对地面的压力为0时，杠杆在A点的受到的拉力FA′=G1=60N，

设G2位于C点，G1对地面的压力恰好为零,由杠杆平衡条件得：FA′×OA=G2×OC，即：60N×20cm=20N×OC，解得：OC=60cm，物体G2的路程：s=OC-OB=60cm-10cm=50cm，物体G2的运动时间：。