Question

【题目】如图所示，质量不计的轻板AB可绕转轴O在竖直面内转动，OA=0.4m，OB=1.6m．地面上质量为15kg、横截面积为0.3m2的圆柱体通过绳子与A端相连．现有大小不计、重为50N的物体在水平拉力F=10N的作用下，以速度v=0.2m/s从O点沿板面向右作匀速直线运动．g=10N/kg．求：
（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压强；
（2）物体在板面上运动的时间；
（3）物体在板面上运动过程中，拉力F做的功及功率．

Answer 1

【答案】
（1）解：物体开始运动前，圆柱体对地面的压力：

F压=G圆柱=m圆柱g=15kg×10N/kg=150N，

圆柱体对地面的压强：

p= = =500Pa

（2）解：由杠杆的平衡条件可得：

G圆柱OA=G物体s，

则物体恰好离开地面时运动的距离：

s= OA= ×0.4m=1.2m，

由v= 可得，物体在板面上运动的时间：

t= = =6s

（3）解：物体在板面上运动过程中，拉力F做的功：

W=Fs=10N×1.2m=12J，

拉力的功率：

P= = =2W

【解析】（1）物体开始运动前，圆柱体对地面的压力和自身的重力相等，根据F=G=mg求出其大小，利用p= 求出圆柱体对地面的压强；（2）根据杠杆的平衡条件求出物体恰好离开地面时运动的距离，利用v= 求出物体在板面上运动的时间；（3）知道拉力和物体在拉力方向上移动的距离，根据W=Fs求出拉力F做的功，根据P= 求出拉力的功率．