Question

【題目】如圖所示，質(zhì)量不計(jì)的輕板AB可繞轉(zhuǎn)軸O在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，OA=0.4m，OB=1.6m。地面上質(zhì)量為15kg、橫截面積為0.3m2的圓柱體通過(guò)繩子與A端相連。現(xiàn)有大小不計(jì)、重為50N的物體在水平拉力F=10N的作用下，以速度v=0.2m/s從O點(diǎn)沿板面向右作勻速直線運(yùn)動(dòng)。g=10N/kg。求：

（1）物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前，圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng)；

（2）物體在板面上勻速運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；

（3）物體在板面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，拉力F做的功及功率。

Answer 1

【答案】（1）500Pa （2）6s （3） 2W

【解析】（1）物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前，圓柱體對(duì)地面的壓力：F壓 =G圓柱 =m圓柱 g=15kg×10N/kg=150N，

圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng)：p=F壓/S=150N/0.3m2=500Pa；

（2）由杠桿的平衡條件可得：G圓柱 OA=G物體 s，

則物體恰好離開(kāi)地面時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離：s=G圓柱/G物體/OA=150N/50N×0.4m=1.2m，

由v=s/t可得，物體在板面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：t=s/v=1.2m/0.2m/s=6s；

（3）物體在板面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，拉力F做的功：W=Fs=10N×1.2m=12J，

拉力的功率：P=W/t=12J/6s=2W