Question

16．如图是一斜拉索公路桥的模拟实验．有一块平直的轻质木板（木板重力不计），其左端连接在转动轴O处，其右端A用一根细绳系在竖直墙B处，此时木板恰好水平，夹角∠BAO=37°，细绳能承受的最大拉力为10N，OB两点间距是5m，现将一个重量为10N的小物块放在木板上O点附近（可视为在O点），让它在一个大小为5N的水平拉力作用下以2m/s的速度向右做匀速直线运动，已知sin37°=0.6，sin53°=0.8）求：
（1）小物块在木板上运动时，它受到的摩擦力是多大？
（2）小物块在木板上运动了多长时间，细绳才被拉断？
（3）在细绳AB拉断之前，拉力F对小物块做了多少功？做功功率多大？
（4）为了使小物块向右移动的距离更远一些且不拉断这根绳子你的建议是什么？

Answer 1

分析 （1）要解决此题，需要掌握二力平衡的条件．知道物体处于静止状态和匀速直线运动状态都属于平衡状态，则物体受力平衡．
（2）要解决此题，需要掌握杠杆的平衡条件，F₁L₁=F₂L₂，做出绳对杆拉力的力臂．
关键是计算出当绳子拉力为10N时，物体移动的距离，从而计算出小物块在木板上运动的时间．
（3）要解决此题，需要掌握功和功率的计算公式．W=Fs、P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv．
（4）应用杠杆平衡条件与（2）的结果分析答题．

解答 解：（1）小物块在木板上做匀速直线运动，它受到的摩擦力是；F=f=5N；
（2）设物由O向A运动路程S时绳被拉断，则根据杠杆的平衡条件；
F_AB•（OB•cos37°）=GS，S=4m，t=$\frac{s}{v}$=$\frac{4m}{2m/s}$=2s；
（3）拉力对小物块做的功为：W=Fs=5N x4m=20J，
拉力做功的功率为：P=Fv=5Nx2m/s=10W．
（4）由：F_AB•（OB•cos37°）=GS可知，将绳的B端往上移可增大动力臂，
可以使小物块向右移动的距离更远一些且不拉断．
答：（1）它受到的摩擦力是5N．
（2）物块在木板上运动了2s，细绳才被拉断．
（3）小在细绳AB拉断之前，拉力F对小物块做了20J的功；做功功率为10W．
（4）将绳的B端往上移可增大动力臂．

点评 此题主要考查了二力平衡条件的应用，考查了速度公式、杠杆平衡条件的应用及功和功率的计算．关键是从题目中找出暗含的条件．