Question

1．如图所示，硬质均匀木条AO长为80cm，左端与竖直墙壁连接，可以绕O点自由转动，木条的A端用细绳悬于B点，木条水平，AB与木条垂直．现有一个质量为400g的小物块在木条上从O点以0.1m/s的速度无摩擦地向右匀速滑动，经5s到达C点时，细绳恰好断裂，求细绳AB所能承受的最大拉力为多少？（木条质量与物块的体积大小均忽略不计）

Answer 1

分析 当细绳恰好断裂，即该时刻恰好处于平衡状态，所以分析出此时各个力臂的情况，即利用杠杆的平衡条件即可计算．

解答 解：当小物块在木条上从O点以0.1m/s的滑动速度无摩擦地向右匀速滑动，经5s到达C点时，
此时C点距离O的距离是：s=vt=0.1m/s×5s=0.5m=50cm；
小物块的重力是：G=mg=0.4kg×9.8N/kg=3.92N，
故此时该装置相当于一个杠杆，C点小物块的压力是F₁=G=3.92N，该压力的力臂是L₁=50cm，细线的拉力是F₂，其所对应的力臂是：L₂=80cm；
据杠杆的平衡条件可知：F₁L₁=F₂L₂；
所以，F₂=$\frac{{F}_{1}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{3.92N×50cm}{80cm}$=2.45N．
答：细绳AB所能承受的最大拉力为2.45N．

点评 本题考查速度公式和杠杆平衡条件的应用，关键是能判断各力和力臂的情况．