题目内容
(2007?通州区一模)如图所示,重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动,在A端挂一正方体P,一个体重为500N的中学生站在B点时,P对水平地面的压力刚好为零,且OA=1m,OB=3m.
计算:
(1)正方体P的重力;
(2)当人向O点移动的平均速度是多少米/秒时,10s后正方体对地面的压力是自身重力的三分之一.
计算:
(1)正方体P的重力;
(2)当人向O点移动的平均速度是多少米/秒时,10s后正方体对地面的压力是自身重力的三分之一.
分析:(1)中学生站在B点时,P对地面的压强刚好为零,说明绳对物体的拉力等于物体的重力,根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可计算物体P的重力;
(2)当人向O点移动到某点B′时,知道正方体P对地面的压力是自身重力的三分之一,而正方体对地面的压力等于P的重减去杠杆的拉力,据此求出杠杆A点受到的拉力,知道OA大小、人重,利用杠杆平衡条件求右边力臂的大小,可求人走的长度,利用速度公式求人移动的平均速度.
(2)当人向O点移动到某点B′时,知道正方体P对地面的压力是自身重力的三分之一,而正方体对地面的压力等于P的重减去杠杆的拉力,据此求出杠杆A点受到的拉力,知道OA大小、人重,利用杠杆平衡条件求右边力臂的大小,可求人走的长度,利用速度公式求人移动的平均速度.
解答:解:
(1)当正方体对地面的压力为零时,正方体对杠杆的拉力F拉=GP
∵杠杆的平衡条件,
∴GP×OA=G人×OB
∴GP=
×G人=
×500N=1500N;
(2)如图,当正方体对地面的压力为自身重力三分之一时,即F压=
GP,
∵F压=GP-F拉,
∴正方体对杠杆的拉力,
F拉=GP-F压=GP-=
GP=
GP=
×1500N=1000N,
此时人位于B′点,
F拉×OA=G人×OB′,
OB′=
×OA=
×1m=2m,
人移动的距离:
BB′=OB-OB′=3m-2m=1m,
v人=
=
=0.1m/s.
答:(1)正方体P的重力为1500N
(2)人向O点移动的平均速度是0.1m/s时,10s后正方体对地面的压力是自身重力的三分之一.
(1)当正方体对地面的压力为零时,正方体对杠杆的拉力F拉=GP
∵杠杆的平衡条件,
∴GP×OA=G人×OB
∴GP=
OB |
OA |
3m |
1m |
(2)如图,当正方体对地面的压力为自身重力三分之一时,即F压=
1 |
3 |
∵F压=GP-F拉,
∴正方体对杠杆的拉力,
F拉=GP-F压=GP-=
1 |
3 |
2 |
3 |
2 |
3 |
此时人位于B′点,
F拉×OA=G人×OB′,
OB′=
F拉 |
G人 |
1000N |
500N |
人移动的距离:
BB′=OB-OB′=3m-2m=1m,
v人=
SBB′ |
t |
1m |
10s |
答:(1)正方体P的重力为1500N
(2)人向O点移动的平均速度是0.1m/s时,10s后正方体对地面的压力是自身重力的三分之一.
点评:本题考查学生对杠杆平衡条件、速度公式、力的合成的理解和运用,要求灵活运用所学知识,确定知道人走的长度是本题的关键.
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