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如图所示 光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动 A端用绳沿竖直方向连接在

时间:2018-12-24 21:02:59

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如图所示 光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动 A端用绳沿竖直方向连接在

问题补充:

如图所示,光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动,A端用绳沿竖直方向连接在地板上,在B端挂一密度为0.8×103kg/m3,长20cm的长方体物块,OB=0.4m.在B端正下方放一盛水的溢水杯,水面恰到溢水口处.现将物块缓慢浸入溢水杯中,当物块底面浸到水下10cm深处时,杠杆处于如图所示的平衡状态,从溢水口处溢出0.5N的水.当一质量为250g的小球从O点以1.2cm/s的速度沿槽向A端匀速运动时,试求经多长时间,系在A端绳的拉力刚好为零?(g=10N/kg)

答案:

解:物体受到的浮力F浮=G排水=0.5N,

∵F浮=ρ水gV排,

∴V排===5×10-5m3,

∵V排=Sh,

∴物块底面积S===5×10-4m2,

∵ρ=,

∴物体的质量m=ρV=ρSh=0.8×103kg/m3×5×10-4m2×0.20m=008kg,

物体的重力G=mg=0.08kg×10N/kg=0.8N,

物体在B处所受绳子的拉力F拉=G-F浮=0.8N-0.5N=0.3N,

设小球运动到某点C时,能使A端绳的拉力刚好为零,

由杠杆平衡条件得:F拉×OB=G球×OC,

则OC===0.048m=4.8cm,

∵v=,

∴运动时间t===4s;

答:经4s时间,系在A端绳的拉力刚好为零.

解析分析:由阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于它排开液体的重力,据此求出物体受到的浮力;

由浮力公式求出物体排开水的体积,由体积公式的变形公式求出物体的底面积,由密度公式的变形公式求出物体的重力;然后应用平衡条件求出绳子的拉力;由杠杆平衡条件求出A端绳子拉力为零时小球重力的力臂,然后由速度公式的变形公式求出小球的运动时间.

点评:本题难度较大,是一道难题,应用浮力公式、杠杆平衡条件、速度公式的变形公式即可正确解题.

如图所示 光滑带槽的长木条AB(质量不计)可以绕支点O转动 A端用绳沿竖直方向连接在地板上 在B端挂一密度为0.8×103kg/m3 长20cm的长方体物块 OB=0

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