如圖所示,用質量分佈均勻的剛*板AB做成槓桿,O爲支點,OA=OB=2m,地面上一質量爲2kg,邊長爲10cm...
問題詳情:
如圖所示,用質量分佈均勻的剛*板AB做成槓桿,O爲支點,OA=OB=2m,地面上一質量爲2kg,邊長爲10cm的實心正方體鐵塊M用一不可伸長的輕質細線繫於OB的中點C處,此時AB恰好靜止於水平位置,且細線恰好被拉直,細線能承受的最大拉力爲14N現將小滑塊P(小滑塊的大小不計)放在O點的正上方的板上,對P施加F=2N的水平向左的推力,使P沿OA向左做勻速直線運動,測得小滑塊P向左移動0.4m時,繩子對C點的拉力爲8N。(g=10N/kg)求:
(1)小滑塊P的質量;
(2)小滑塊P向左移動過程中最多要克服摩擦力做多少功?
【回答】
(1)2kg;(2)1.4J
【解析】
槓桿AB質量分佈均勻,OA=OB=2m,則O點爲槓桿中點,此時槓桿兩側自身重力相互抵消。當鐵塊M繫於C處時,AB恰好靜止於水平位置,細線恰好被拉直,說明此時細線拉力爲0N,即細線對槓桿平衡沒有影響。
(1).當小滑塊P向左移動0.4m時,繩子對C點的拉力F拉爲8N,即滑塊重力GP的力臂爲0.4m,拉力的力臂爲=1m,根據槓桿平衡條件,有:
GP×0.4m=F拉×1m,
則小滑塊P的重力爲:
,
則小滑塊P的質量爲:
mP==2kg。
(2).滑塊向左滑動過程中,細線受到的拉力會增大,當細線承受的拉力達到最大的14N時,此時滑塊運動的距離最遠,該距離爲此時滑塊重力對槓桿的力臂l,根據槓桿平衡條件,有:
GP×l=F最大×1m,
則l==0.7m,
即滑塊被向右推動過程中,最多隻能移動0.7m,超過0.7m右側細線就會被拉斷。因滑塊勻速運動,受到的摩擦力等於推力,即f=F=2N。所以小滑塊P向左移動過程中最多要克服摩擦力做功爲:
W=fs= fl=2N×0.7m=1.4J。
答:(1).小滑塊P的質量爲2kg;
(2).小滑塊P向左移動過程中最多要克服摩擦力做1.4J的功。
知識點:槓桿
題型:計算題