Question

【題目】如圖所示，一輕質杠桿AB支在支架上，OA=20cm，G1為一邊長為5cm的正方體，G2重為20N．當OC=10cm時，G1對地面的壓強為2×104Pa．現用一水平拉力F使G2以2cm/s的速度向右勻速運動，則當G1對地面的壓力為0時所經過的時間為（ ）
A.25s
B.30s
C.35s
D.40s

Answer 1

【答案】A
【解析】解：（1）G2在C點時，由杠桿平衡條件得： FA×OA=G2×OC，
即：FA×20cm=20N×10cm，
解得：
FA=10N；
物體與地面的接觸面積：
S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2；
由p= 得：
物體G1對地面的壓力：
F=pS=2×104Pa×0.0025cm2=50N，
地面對物體的支持力：
F′=F=50N，
G1受豎直向下的重力G1、地面的支持力F′、繩子的拉力FA作用，
物體靜止，處于平衡狀態，由平衡條件得：G1=FA+F′=10N+50N=60N；（2）當G1對地面的壓力為0時，杠桿在A點的受到的拉力FA′=G1=60N，
設G2位于D點，由杠桿平衡條件得：FA′×OA=G2×OD，
即：60N×20cm=20N×OD，
解得：
OD=60cm，
物體G2的路程：
s=OD﹣OC=60cm﹣10cm=50cm，
由v= 得：物體G2的運動時間：
t= = =25s；
故選A．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用杠桿的平衡分析法及其應用的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握作關于杠桿題時的注意事項：（1）必須先找出并確定支點．（2）對力進行分析，從而確定動力和阻力（3）找出動力和阻力的作用線，確定動力臂和阻力臂．