Question

【題目】如圖所示，用輕質薄木板AB做成杠桿，O為支點，OA=OB=2m，地面上一質量為3kg，邊長為0.1m的實心正方體物塊M用一不可伸長的細線系于OB的中點C，此時AB靜止于水平位置，細線剛好被拉直．現將重為10N的小物塊P放在O點的正上方的板上，對P施加F=2N的水平向左推力，使P沿OA向左做勻速直線運動．求：（g取10N/kg）
（1）物塊M的密度；
（2）小物塊P所受滑動摩擦力的大小和方向；
（3）若細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？小物塊P往左運動到最遠時，推力F做了多少功？物塊M對地面的壓強為多大？

Answer 1

【答案】
（1）物塊M的密度ρ= = =3×103kg/m3

答：物塊的密度為3×103kg/m3

（2）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f=F=2N；方向水平向右

答：物塊受到的摩擦力為2N，方向水平向右

（3）物塊P可以從O點開始往左運動最遠的距離為L2，

由F1×L1=F2×L2得：

L2= = =1.4m；

推力F做的功W=Fs=F×L2=2N×1.4m=2.8J；

物塊M對地面的壓力F壓=G﹣F最大=3kg×10N/kg﹣14N=16N，

物塊M對地面的最小壓強為p= = =1600Pa

答：P可從O點開始往左運動1.4m；小物塊P往左運動到最遠時，推力F做了2.8J的功；物塊M對地面的壓強為1600Pa

【解析】（1）已知物塊的邊長，可以得到體積；已知質量和體積，可以得到物塊的密度；（2）水平方向做勻速直線運動的物體，在水平方向受到的摩擦力和推力是一對平衡力，大小相等，方向相反；（3）物塊P對杠桿的壓力等于其重力；已知細線能夠承受的最大壓力，根據杠桿平衡條件得到P向左運動的最大距離；已知推力和運動距離，可以得到推力做的功；已知物塊質量，可以得到重力；已知細線受到的最大拉力，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．