Question

【题目】边长为0.1m质量均匀的正方体物体M，单独放在水平地面上对地面的压强为5.4×103。如图所示装置，横杆可绕固定点O在竖直平面内转动，系在横杆B端的细绳绕过动滑轮，动滑轮连着物体M。用力F在A点竖直向上提横杆时，横杆在水平位置平衡，此时物体M对地面的压强为1.8×103， 若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆，使横杆仍在水平位置平衡，此时物体A对地面压强为1.0×103， 已知横杆上AB部分的长为0.2m，AB：OA=1：3，g取10N/kg，不计横杆质量、绳质量和摩擦。则（ ）

A. 物体M的质量为54kg B. 物体M的密度为0.54×103kg/m3

C. 力F的大小为32N D. 动滑轮的质量为1kg

Answer 1

【答案】C

【解析】A. S＝0.1m×0.1m＝0.01m2，物体的重力G＝F＝pS＝5.4×103Pa×0.01m2＝54N，

物体的质量m＝ ＝5.4kg，故A错；B. 物体M的密度：ρ＝＝＝5.4×103kg/m3故B错；CD、设动滑轮的重力为G动，当在杠杆A端施加F大小的力杠杆平衡时,地面受到的压强为1.8×103Pa,地面受到的压力为F′＝p′S＝1.8×103Pa×0.01m2＝18N，

滑轮对物体的拉力为F1＝GF′＝54N18N＝36N，∵不计横杆质量、绳质量和摩擦，

∴杠杆B端受到的拉力：FB＝ (F1+G动)∵ ＝，AB＝0.2m∴OA＝0.6m，OB＝0.8m，

根据杠杆平衡条件得，FB×OB＝F×OA，即： (F1+G动)×OB＝F×OA，

(36N+G动)×0.8m＝F×0.6m①若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆，使横杆仍在水平位置平衡，物体对地面的压强减小，压力减小，一定是增大了动力臂，所以拉力向左移动了0.1m，当在杠杆A端施加F大小的力杠杆平衡时,地面受到的压强为1.0×103 Pa,地面受到的压力为F″＝p″S＝1.0×103 Pa×0.01m2＝10N，滑轮对物体的拉力为F2＝GF″＝54N10N＝44N，杠杆B端受到的拉力：F′B＝ (F2+G动)根据杠杆平衡条件得：

FB×OB＝F×OA′，即： (F2+G动)×OB＝F×OA′，

(44N+G动)×0.8m＝F×(0.6m+0.1m)② 由①②得：G动＝12N，F＝32N，所以动滑轮质量m＝1.2kg，故C正确D错误。