题目内容

如图所示,质量不计的光滑木板AB1.6m,可绕固定点O转动,离O0.4mB端挂一重物G,板的A端用一根与水平地面成30°夹角的细绳拉住,木板在水平位置平衡时绳的拉力是8N.然后在O点的正上方放一质量为0.5kg的小球,若小球以20cm/s的速度由O点沿木板向A端匀速运动,问小球至少运动多长时间细绳的拉力减小到零?(g10Nkg,绳的重力不计)

答案:4.8s
解析:

当未放小球时(如图甲),杠杆平衡,放上小球后,当球滚到C处时,绳拉力为零(如图乙).杠杆平衡.

如果仔细观察放球后甲、乙两种情况,甲、乙对比不难发现前后两次,杠杆右侧力和力臂都未发生变化.欲求小球到C点所用时间,应先求出OC.求OC需要G已知,但G的值没有给出,观察甲图会发现根据杠杆平衡,由甲图可以求G的值.只要G求出即可求OC,进而求出时间t.当然题中也可将GOB作为整体求出,再带入乙图求解.

解:OA=ABOB=1.6m0.4m=1.2m

当未放球时有:,所以

设当球滚到C处时绳的拉力为零,此时杠杆仍平衡,这时

,代入G·OB的值得,


提示:

对于理解上有困难的问题,可以画图进行分析,画图时分过程画出不同变化情况,然后对画出的图对比分析,找到解题思路.


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