Question

1．如圖所示，用輕質(zhì)薄木板AB做成杠桿，O為支點，OA=OB=2m，地面上一質(zhì)量為3kg，底面積為0.01m²的實心正方體物塊M，用一不可伸長的細(xì)繩系于OB的中點C，此時AB靜止于水平位置，細(xì)線剛好被拉直．現(xiàn)將重為10N的小物塊P放在O點的正上方的板上，對P施加水平向左推力，使P沿OA向左做勻速直線運動．求：（g取10N/kg）
（1）在圖中畫出小物塊P所受摩擦力的示意圖．
（2）若細(xì)線能承受的最大拉力為14N，小物塊P可從O點開始往左運動多遠(yuǎn)？小物塊P往左運動到最遠(yuǎn)時，物塊M對地面的壓強(qiáng)為多大？

Answer 1

分析 （1）首先要明確摩擦力的方向，知道摩擦力是與推力為一對平衡力的，這樣可判斷其方向，再按照作圖的要求進(jìn)行作圖即可．
（2）物塊P對杠桿的壓力等于其重力；已知細(xì)線能夠承受的最大壓力，根據(jù)杠桿平衡條件得到P向左運動的最大距離；
已知物塊質(zhì)量，可以得到重力；已知細(xì)線受到的最大拉力，可以得到物塊受到的最大拉力；已知物塊重力、細(xì)線拉力，可以得到物塊對地面壓力；已知壓力和受力面積，得到對地面的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）已知物塊P在水平方向向左勻速直線運動，所以所受的摩擦力與推力是一對平衡力，大小相等，方向相反，過物塊P的重心，分別沿兩個力的方向畫一條有向線段，并分別用F和f表示，如圖所示：

（2）物塊P可以從O點開始往左運動最遠(yuǎn)的距離為L₂，
由F₁×L₁=F₂×L₂得：
L₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{F}_{2}}$=$\frac{14N×1m}{10N}$=1.4m；
物塊M對地面的壓力F_壓=G-F_最大=3kg×10N/kg-14N=16N，
物塊M對地面的最小壓強(qiáng)為p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{16N}{0.01{m}^{2}}$=1600Pa．
答：（1）見解答圖； 
（2）若細(xì)線能承受的最大拉力為14N，小物塊P可從O點開始往左運動1.4m；小物塊P往左運動到最遠(yuǎn)時，物塊M對地面的壓強(qiáng)為1600Pa．

點評 此題是一道力學(xué)綜合題，考查了力的示意圖的畫法、杠桿平衡條件、壓強(qiáng)、二力平衡等知識點，有一定難度，對物體正確進(jìn)行受力分析，是解答的關(guān)鍵．