Question

1．如圖所示，硬質(zhì)均勻木條AO長為80cm，左端與豎直墻壁連接，可以繞O點自由轉(zhuǎn)動，木條的A端用細繩懸于B點，木條水平，AB與木條垂直．現(xiàn)有一個質(zhì)量為400g的小物塊在木條上從O點以0.1m/s的速度無摩擦地向右勻速滑動，經(jīng)5s到達C點時，細繩恰好斷裂，求細繩AB所能承受的最大拉力為多少？（木條質(zhì)量與物塊的體積大小均忽略不計）

Answer 1

分析 當細繩恰好斷裂，即該時刻恰好處于平衡狀態(tài)，所以分析出此時各個力臂的情況，即利用杠桿的平衡條件即可計算．

解答 解：當小物塊在木條上從O點以0.1m/s的滑動速度無摩擦地向右勻速滑動，經(jīng)5s到達C點時，
此時C點距離O的距離是：s=vt=0.1m/s×5s=0.5m=50cm；
小物塊的重力是：G=mg=0.4kg×9.8N/kg=3.92N，
故此時該裝置相當于一個杠桿，C點小物塊的壓力是F₁=G=3.92N，該壓力的力臂是L₁=50cm，細線的拉力是F₂，其所對應的力臂是：L₂=80cm；
據(jù)杠桿的平衡條件可知：F₁L₁=F₂L₂；
所以，F(xiàn)₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{3.92N×50cm}{80cm}$=2.45N．
答：細繩AB所能承受的最大拉力為2.45N．

點評 本題考查速度公式和杠桿平衡條件的應用，關(guān)鍵是能判斷各力和力臂的情況．