题目内容

【题目】如图所示,一轻质杠杆的B端挂一质量为10千克的物体,A端用一细绳将杠杆系于地上,细绳与杠杆间的夹角为30°, OA=1m,OB=0.4m,此时杠杆在水平位置平衡,现在0点放一质量为5kg的物体,用F=10N的水平拉力使物体以0.1m/s的速度向左匀速滑动。问:

(1)物体在0点,杠杆水平静止时细绳AC的拉力是多少?

(2)物体运动到距A点多远的地方,细绳AC的拉力恰好为零?

【答案】(1)80N;(2)0.2m。

【解析】

(1)物体未滑动时,它对杠杆施加的力近似看成通过支点O,,它不影响杠杆的平衡,所对的直角边是斜边的一半。

l1===0.5m

l2=OB=0.4m

F2=G=mg=10kg×10N/kg=100N

∴根据杠杆原理:F1l1=F2l2得物体在O点,杠杆水平静止时细绳AC的拉力:

F1===80N

(2)物体运动到距离O点为L3时,细绳AC的拉力恰好为零,

=5kg=50N

根据杠杆原理有:F2l2=F3l3即

100N×0.4m=50N×l3

∴l3=0.8m;则细绳AC的拉力恰好为零时,物体运动到距A点

1m

答:(1)物体未滑动时,细绳承受的拉力为80N;

(2)物体运动到距A点0.2m的地方,细绳AC的拉力恰好为零。

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