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如图所示 轻质杠杆OP长1m 能绕O点转动 P端用细绳悬于N点.现有一质量为1kg的物体A

时间:2022-08-23 17:59:51

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如图所示 轻质杠杆OP长1m 能绕O点转动 P端用细绳悬于N点.现有一质量为1kg的物体A

问题补充:

如图所示,轻质杠杆OP长1m,能绕O点转动,P端用细绳悬于N点.现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点(滑环和绳子的质量可忽略),OM的长度为0.1m,由于杆OP与水平方向成30°角倾斜,滑环刚好能由M向P端匀速滑动,滑动速度为0.02m/s,细绳能承受的最大拉力为9N.(g取10N/kg)求:

(1)滑环从M点开始滑动,经过多长时间后细绳会断裂;

(2)从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时,A所受重力做的功;

(3)上述过程中,A所受重力做功的功率.

答案:

解:(1)设经t时间后绳子会断裂,由杠杆平衡条件有:

FP?OPcos30°=FA(OM+vt)cos30°,

FA=mg

FP?OP=mg(OM+vt)

t===40s;

(2)重力做的功:WG=mgh=mgvtsin30°=1kg×10N/kg×0.02m/s×40s×0.5=4J;

(3)重力做功的功率P===0.1W.

答:(1)滑环从M点开始滑动,经过40s后细绳会断裂;

(2)从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时,A所受重力做的功为4J;

(3)上述过程中,A所受重力做功的功率为0.1W.

解析分析:(1)设滑环从A开始滑动起,经过时间t后细绳断裂,可列出关于时间t的方程OP′=OP+vt,根据杠杆平衡的条件,可求M点最大拉力时P′到O的距离,与上面的关系式结合解得时间t的大小.

(2)根据W=Gh=mgh即可求出重力做的功;

(3)根据P=即可求出功率做功的功率.

点评:此题主要考查的是学生对杠杆平衡条件的应用、功和功率计算公式的理解和掌握,知识点较多,难度很大.

如图所示 轻质杠杆OP长1m 能绕O点转动 P端用细绳悬于N点.现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点(滑环和绳子的质量可忽略) OM的长度为0.1m 由于杆OP

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