Question

8．如圖，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=0.5m，OB=2m．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=0.3m/s從O點(diǎn)沿板面向右做勻速直線運(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）物體在板面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng)在減小，當(dāng)圓柱體剛好離開(kāi)地面時(shí)，拉力F做的功及功率．

Answer 1

分析 （1）物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前，圓柱體對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)F=G=mg求出其大小，利用p=$\frac{F}{S}$求出圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)杠桿的平衡條件求出物體恰好離開(kāi)地面時(shí)運(yùn)動(dòng)的距離，利用v=$\frac{s}{t}$求出物體在板面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間；知道拉力和物體在拉力方向上移動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力F做的功，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力的功率．

解答 解：
（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=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=500Pa；
（3）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=$\frac{{G}_{圓柱}}{{G}_{物}}$×OA=$\frac{150N}{50N}$×0.5m=1.5m，
由v=$\frac{s}{t}$可得，物體在板面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間：
t=$\frac{s}{v}$=$\frac{1.5m}{0.3m/s}$=5s；
（4）物體在板面上運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，拉力F做的功：W=Fs=10N×1.5m=15J，
拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{15J}{5s}$=3W．
答：
（1）物體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)前，圓柱體對(duì)地面的壓強(qiáng)為500Pa；
（2）當(dāng)圓柱體剛好離開(kāi)地面時(shí)，拉力F做的功為15J，功率為3W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力、壓強(qiáng)、運(yùn)動(dòng)時(shí)間、功和功率的計(jì)算，要注意物體在板面上運(yùn)動(dòng)的距離不是OB的長(zhǎng)度，因物體到達(dá)B以前輕板已發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)．