边长为0.1m质量均匀的正方体物体M,放在水平地面上对地面的压强为5.4×103?Pa.如图所示装置,横杆可绕固定点O在竖直平面内转动,系在横杆B?端的细绳通过动滑轮连着物体M,用力F在A点竖直向上提横杆时,横杆在水平位置平衡,此时物体M?对地面的压强为1.8×103?Pa,若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆,使横杆仍在水平位置平衡,此时物体M?对地面压强为1.0×103?Pa,已知横杆上AB部分的长为0.2m,AB:OA=1:3,,g取10N/kg,不计横杆质量、绳质量和摩擦.则下列选项正确的?A.物体M的质量为54kgB.物体M的密度为0.54×103kg/m3C.力F的大小为1ND.力F的大小为24N
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D解析分析:根据压强公式计算正方体的重力,根据重力公式计算物体的质量,结合密度公式可以求解正方体的密度.由AB在水平位置平衡条件,列出公式可以求解人对横杆端竖直向上的作用力为F.解答:A、正方体的底面积s=0.01m2,由压强公式变形可得物体的重力G=Ps=5.4×103Pa×0.01m2=54N,根据重力公式计算物体的质量m==5.4kg,选项说法错误.B、由公式ρ===5.4×103kg/m3 ,选项说法错误;用力F在A点竖直向上提横杆时,对地的压力F=Ps=1.8×103Pa×0.01m2=18N;则动滑轮上绳子拉力F1==18N;当用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆时,对地的压力F=Ps=1.0×103Pa×0.01m2=10N;则动滑轮上绳子拉力F2==22N;横杆在水平位置平衡时,动力×动力力臂=阻力×阻力力臂,即?FLOA=F1LOB,求得F=24N;故选D.点评:本题将压强的计算和杠杆的平衡条件相结合,还涉及到重力公式、动滑轮的特点,其中求出对地的压力是关键.