Question

【題目】如圖所示，一輕質(zhì)杠桿AB支在支架上，OA=20cm，G1為一邊長(zhǎng)為5cm的正方體，G2重為20N．當(dāng)OC=10cm時(shí)，G1對(duì)地面的壓強(qiáng)為2×104Pa．現(xiàn)用一水平拉力F使G2以2cm/s的速度向右勻速運(yùn)動(dòng)，則當(dāng)G1對(duì)地面的壓力為0時(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間為（ ）
A.25s
B.30s
C.35s
D.40s

Answer 1

【答案】A
【解析】解：（1）G2在C點(diǎn)時(shí)，由杠桿平衡條件得： FA×OA=G2×OC，
即：FA×20cm=20N×10cm，
解得：
FA=10N；
物體與地面的接觸面積：
S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2；
由p= 得：
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；（2）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D點(diǎn)，由杠桿平衡條件得：FA′×OA=G2×OD，
即：60N×20cm=20N×OD，
解得：
OD=60cm，
物體G2的路程：
s=OD﹣OC=60cm﹣10cm=50cm，
由v= 得：物體G2的運(yùn)動(dòng)時(shí)間：
t= = =25s；
故選A．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用杠桿的平衡分析法及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)可以得到問(wèn)題的答案，需要掌握作關(guān)于杠桿題時(shí)的注意事項(xiàng)：（1）必須先找出并確定支點(diǎn)．（2）對(duì)力進(jìn)行分析，從而確定動(dòng)力和阻力（3）找出動(dòng)力和阻力的作用線，確定動(dòng)力臂和阻力臂．