Question

【題目】如圖所示。一根足夠長(zhǎng)的輕質(zhì)杠桿水平支在支架上，OA=20cm，G1是棱長(zhǎng)為5cm的正方體，G2重為20N。當(dāng)OB=10cm時(shí)，繩子的拉力為______________N，此時(shí)G1對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×104Pa。現(xiàn)用一水平力F=10N，使G2向右以5cm/s的速度勻速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)___________s后，可使G1對(duì)地面的壓力恰好為零。

Answer 1

【答案】10 10

【解析】

[1]G2在B點(diǎn)時(shí)，由杠桿平衡條件得

FA×OA=G2×OB

即

FA×20cm=20N×10cm

解得FA=10N。

[2]物體與地面的接觸面積

S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2

物體G1對(duì)地面的壓力

F=pS=2×104Pa×0.0025cm2=50N

地面對(duì)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(tài)，由平衡條件得

G1=FA+F′=10N+50N=60N

當(dāng)G1對(duì)地面的壓力為0時(shí)，杠桿在A點(diǎn)的受到的拉力

FA′=G1=60N

設(shè)G2位于C點(diǎn)，由杠桿平衡條件得

FA′×OA=G2×OC

即

60N×20cm=20N×OC

解得OC=60cm，物體G2的路程

s=OC-OB=60cm-10cm=50cm

物體G2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間

經(jīng)過(guò)10s后，可使G1對(duì)地面的壓力恰好為零。