题目内容
【题目】如图所示,重力不计的木棒AOB可绕支点O无摩擦转动,已知OA段长为30cm,OB段长为10cm,A端细线下所挂的正方体重物甲静止在水平地面上,重物甲的边长为10cm.当在B点加竖直向下大小为60N的力F作用时,细线竖直,木杆恰能在水平位置处于平衡状态,此时物体甲对地面的压强为3000Pa.
(1)重物甲受到地面的支持力大小;
(2)绳子对物体甲的拉力大小;
(3)物体甲的密度.
【答案】
(1)解:由p= 可得,物体甲受到的支持力:
F支=F压=pS=3000Pa×(0.1m)2=30N
(2)解:由题可知,木棒在水平位置平衡,
由杠杆平衡条件可得:FA×OA=F×OB,
即FA×30cm=60N×10cm,解得:FA=20N,
根据力的作用是相互的可知,杠杆A端绳子对甲物体的拉力:F拉=FA=20N
(3)解:甲物体受向下的重力、向上的支持力和向上的拉力而静止,
则根据力的平衡条件可得,甲物体重力:G甲=F拉+F支=20N+30N=50N,
由G=mg=ρVg可得,甲物体密度:
ρ甲= = =5×103kg/m3
【解析】(1)根据p= 求出甲物体对地面的压力,即为甲物体受到的支持力;(2)木棒在水平位置平衡,从而找出动力臂和阻力臂,由杠杆平衡条件F1L1=F2L2求出绳子对物体甲的拉力大小;(3)求出甲物体重力,再根据G=mg=ρVg求出甲物体密度
【考点精析】解答此题的关键在于理解密度的计算的相关知识,掌握密度公式:ρ = m/v,以及对二力平衡条件的应用的理解,了解二力平衡的条件是:作用在同一物体上的两个力大小相等,方向相反,且作用在同一直线上,即合力为零.(一物、二力、等大、反向、同直线).
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