Question

邊長為0.1m質(zhì)量均勻的正方體物體M，放在水平地面上對地面的壓強為5.0×10³ Pa．如圖所示裝置，橫桿可繞固定點O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動，系在橫桿B 端的細繩通過動滑輪連著物體M，用力F在A點豎直向上提橫桿時，橫桿在水平位置平衡，此時物體M 對地面的壓強為1.6×10³ Pa，若仍用力F在距離A點0.1m處豎直向上提橫桿，使橫桿仍在水平位置平衡，此時物體M 對地面壓強為1.0×10³ Pa，已知橫桿長OB=0.8m，OA=0.6mg取10N/kg，不計橫桿質(zhì)量、繩質(zhì)量和摩擦．則下列選項正確的是（ ）

A．物體M的質(zhì)量為50kg
B．物體M的密度為0.5×10³kg/m³
C．動滑輪的質(zhì)量為2kg
D．力F的大小為24N

Answer 1

【答案】分析：根據(jù)壓強公式計算正方體的重力，根據(jù)重力公式計算物體的質(zhì)量，結(jié)合密度公式可以求解正方體的密度．
由AB在水平位置平衡條件，列出關(guān)系式，聯(lián)立即可求出動滑輪的質(zhì)量和力F的大�。�
解答：解：A、正方體的底面積s=0.01m²，由壓強公式變形可得物體的重力G=Ps=5.0×10³ Pa×0.01m²=5N，根據(jù)重力公式計算物體的質(zhì)量m==5kg，故A選項說法錯誤．
B、由公式ρ===5×10³kg/m³，故B選項說法錯誤；
CD、用力F在A點豎直向上提橫桿時，對地的壓力F′=Ps=1.6×10³ Pa×0.01m²=16N；
由杠桿平衡的條件可得：×OB=F×OA  
                       ×0.8m=F×0.6m         ①
若仍用力F在距離A點0.1m處豎直向上提橫桿，使橫桿仍在水平位置平衡，此時物體M對地面壓強為1.0×10³ Pa，因此此時作用力F的作用點在A點左側(cè)，對地面的壓力：
F″=Ps=1.0×10³ Pa×0.01m²=10N，
根據(jù)杠桿平衡條件可得：×OB=F（OA+0.1m）
                        ×0.8m=F×0.7m      ②
聯(lián)立①②可得：F=24N，m_動=0.2kg．
故選D．
點評：本題將壓強的計算和杠桿的平衡條件相結(jié)合，還涉及到重力公式、動滑輪的特點，其中求出對地的壓力是關(guān)鍵．