题目内容

有一块长为2m重为100N的均匀长木板,在距A端0.5m的O处支起,A端用绳子拴在水平地面上,长木板处于水平.现有一个重为50N的小物体在长木板的中点C处向右运动,经过2s时间,绳上的拉力增加了100N,则小物体在这段时间内运动的平均速度为
0.5
0.5
m/s.
分析:此题涉及杠杆平衡、运动学问题,应先根据杠杆平衡条件计算出绳子拉力增加100N时小物体的位置,再由速度公式计算小物体的速度.
解答:解:O点左侧木板的重力G1=
100N
2m
×0.5m=25N,O点左侧木板重力对O的力臂L1=
0.5m
2
=0.25m.
O点右侧木板重力G2=
100N
2m
×(2m-0.5m)=75N,右侧木板重力对O点的力臂L2=
2m-0.5m
2
=0.75m.
A处绳子对O点的力臂LA=0.5m,小物体在C点时,物体对O的力臂L物体=
2m
2
-0.5m=0.5m,
由杠杆的平衡条件得:FALA+G1L1=G2L2+G物体L物体
FA=
G2L2+G物体L物体-G1L1
LA
=
75N×0.75m+50N×0.5m-25N×0.25m
0.5m
=150N,
2s后A处绳子的拉力FA′=150+100=250N,此时设它距O点的距离为L物体′,
由杠杆的平衡条件得:FA′LA+G1L1=G2L2+G物体L物体
L物体′=
FALA+G1L1-G2L2
G物体
=
250N×0.5m+25N×0.25m-75N×0.75m
50N
=1.5m.
则在2s内小物体的路程S=L物体′-L物体=1.5-0.5=1m.则小物体在这段时间内运动的平均速度V=
S
t
=
1m
2s
=0.5m/s.
故答案为:0.5m/s.
点评:此题考查了物体的重心位置,杠杆的平衡,平均速度,涉及的知识点较多,计算较复杂,难度较大.
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