Question

【题目】如图所示。一根足够长的轻质杠杆水平支在支架上，OA=20cm，G1是棱长为5cm的正方体，G2重为20N。当OB=10cm时，绳子的拉力为______________N，此时G1对地面的压强为2×104Pa。现用一水平力F=10N，使G2向右以5cm/s的速度匀速直线运动，经过___________s后，可使G1对地面的压力恰好为零。

Answer 1

【答案】10 10

【解析】

[1]G2在B点时，由杠杆平衡条件得

FA×OA=G2×OB

即

FA×20cm=20N×10cm

解得FA=10N。

[2]物体与地面的接触面积

S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2

物体G1对地面的压力

F=pS=2×104Pa×0.0025cm2=50N

地面对物体的支持力

F′=F=50N

G1受竖直向下的重力G1、地面的支持力F′、绳子的拉力FA作用，物体静止，处于平衡状态，由平衡条件得

G1=FA+F′=10N+50N=60N

当G1对地面的压力为0时，杠杆在A点的受到的拉力

FA′=G1=60N

设G2位于C点，由杠杆平衡条件得

FA′×OA=G2×OC

即

60N×20cm=20N×OC

解得OC=60cm，物体G2的路程

s=OC-OB=60cm-10cm=50cm

物体G2的运动时间

经过10s后，可使G1对地面的压力恰好为零。