Question

1．如图所示，用轻质薄木板AB做成杠杆，O为支点，OA=OB=2m，地面上一质量为3kg，底面积为0.01m²的实心正方体物块M，用一不可伸长的细绳系于OB的中点C，此时AB静止于水平位置，细线刚好被拉直．现将重为10N的小物块P放在O点的正上方的板上，对P施加水平向左推力，使P沿OA向左做匀速直线运动．求：（g取10N/kg）
（1）在图中画出小物块P所受摩擦力的示意图．
（2）若细线能承受的最大拉力为14N，小物块P可从O点开始往左运动多远？小物块P往左运动到最远时，物块M对地面的压强为多大？

Answer 1

分析 （1）首先要明确摩擦力的方向，知道摩擦力是与推力为一对平衡力的，这样可判断其方向，再按照作图的要求进行作图即可．
（2）物块P对杠杆的压力等于其重力；已知细线能够承受的最大压力，根据杠杆平衡条件得到P向左运动的最大距离；
已知物块质量，可以得到重力；已知细线受到的最大拉力，可以得到物块受到的最大拉力；已知物块重力、细线拉力，可以得到物块对地面压力；已知压力和受力面积，得到对地面的压强．

解答 解：（1）已知物块P在水平方向向左匀速直线运动，所以所受的摩擦力与推力是一对平衡力，大小相等，方向相反，过物块P的重心，分别沿两个力的方向画一条有向线段，并分别用F和f表示，如图所示：

（2）物块P可以从O点开始往左运动最远的距离为L₂，
由F₁×L₁=F₂×L₂得：
L₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{14N×1m}{10N}$=1.4m；
物块M对地面的压力F_压=G-F_最大=3kg×10N/kg-14N=16N，
物块M对地面的最小压强为p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{16N}{0.01{m}^{2}}$=1600Pa．
答：（1）见解答图； 
（2）若细线能承受的最大拉力为14N，小物块P可从O点开始往左运动1.4m；小物块P往左运动到最远时，物块M对地面的压强为1600Pa．

点评 此题是一道力学综合题，考查了力的示意图的画法、杠杆平衡条件、压强、二力平衡等知识点，有一定难度，对物体正确进行受力分析，是解答的关键．