如图所示,重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动,木板可以视为杠杆,在杠杆的左侧M点挂有一个边长为0.2m的立方体A,在A的下方放置一个同种材料制成的边长为0.1m的立方

发布时间:2020-08-08 08:37:22

如图所示,重力不计的一木板可绕O点无摩擦转动,木板可以视为杠杆,在杠杆的左侧M点挂有一个边长为0.2m的立方体A,在A的下方放置一个同种材料制成的边长为0.1m的立方体B,物体B放置在水平地面上;一个人从杠杆的支点O开始以0.1m/s的速度匀速向右侧移动,经过6s后,到达N点静止,此时杠杆处于平衡状态,物体A对B的压强为7000Pa,已知MO的长度为4m.如果人从N点继续以相同的速度向右侧又经过2s后,则物体B对地面的压强为6000Pa,求:(g取10N/kg)
(1)物体A的密度
(2)人继续以相同的速度再向右移动多少米时,物体B对地面的压强变为3000Pa.

网友回答

(1)∵ρA=ρB,
∴==,
∴GA=8GB-------------①
人到达N点静止时,杠杆平衡时:
∵FA对杠杆LOM=G人v人t人,
即FA对杠杆×4m=G人×0.1m/s×6s,
∴FA对杠杆=,
A对B的压力:
FA对B=GA-FA对杠杆=pA对BSB=7000Pa×(0.1m)2=70N,
即GA-=70N--------②
人从N点继续以相同的速度向右侧又经过2s后,
FA对杠杆′LOM=G人v人(t人+2s)=G人×0.1m/s×(6s+2s)
即FA对杠杆′×4m=G人×0.8m,
FA对杠杆′=0.2G人,
B对地面的压力:
FB对地面=GB+(GA-FA对杠杆′)=pB对地面SB=6000Pa×(0.1m)2=60N
即GB+GA-0.2G人=60N----③
整理①②③式可得:
GB=20N,G人=600N,GA =160N,
物体A的密度:
ρA=ρB====2×103kg/m3;
(2)B对地面的压力FB对地面′:
GB+(GA-FA对杠杆″)=pB对地面′SB,
即20N+(160N-FA对杠杆″)=3000Pa×(0.1m)2=30N
解得:FA对杠杆″=150N,
∵FA对杠杆″LOM=G人s
∴150N×4m=600N×s,
s=1m,
人继续以相同的速度再向右移动的距离:
s′=1m-0.1m/s×(6s+2s)=0.2m.
答:(1)物体A的密度为2×103kg/m3;
(2)人继续以相同的速度再向右移动0.2米时,物体B对地面的压强变为3000Pa.
解析分析:(1)AB物体的密度相等,根据密度公式和重力公式可知AB的重力关系,人到达N点静止时,杠杆平衡,利用杠杆的平衡条件求出A对杠杆的作用力和人重力之间的关系,A对B的压力等于A的重力减去绳对A的拉力,根据压强公式表示出它们之间的关系,绳对A的拉力和A对杠杆的拉力是一对相互作用力大小相等,B对地面的压力等于B的重力加上A的重力减去绳对A的拉力,利用压强公式表示出人从N点继续以相同的速度向右侧又经过2s后的平衡状态,联立以上等式即可求出人的重力、A和B物体的重力,利用密度公式和重力公式、体积公式求出物体A的密度;
(2)根据压强公式求出物体B对地面的压强变为3000Pa时A对杠杆的拉力,利用杠杆的平衡条件求出此时人距离O点的长度,进一步求出继续以相同的速度再向右移动的距离.

点评:本题考查了密度公式、压强公式、速度公式、杠杆的平衡条件和平衡力条件的应用,综合性强,难度较大,解题时要注意相互作用力的大小相等,同时还要注意A对B的压力、B对地面压力的计算.
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