如图所示，轻质杠杆OP长1m，能绕O点转动，P端用细绳悬于N点。现有一质量为1kg的物体A通过滑环挂在M点（滑环和绳子的质量可忽略），OM的长度为0.1m，由于杆OP与水平方向成300角倾斜，滑环刚好能由M向P端匀速滑动，滑动速度为0.02m/s，细绳能承受的最大拉力为9N。（g取10N/kg）求：
⑴滑环从M点开始滑动，经过多长时间后细绳会断裂；
⑵从滑环自M点滑动到细绳PN断裂时，A所受重力做的功；
⑶上述过程中，A所受重力做功的功率。
解析：
（1）P点对杠杆拉力FP以及A对杠杆的拉力FA的力臂分别为：
LP=0.5·OP=0.5×1m=0.5m
LA=0.5·OM
当绳断裂瞬间，拉力FP=9N，此时根据杠杆平衡条件有
FP×LP=FA×LA 即：
9N×0.5m=1kg×10N/kg×0.5×OM
·解之得：
OM=0.9m
M点沿杠杆向下移动的距离是：
S=0.9m-0.1m=0.8m
移动过程的时间是：
t= | S | = | 0.8m | =40s |
v | 0.02m/s |
（2）由下图不难判断A下降的高度为
h=MA’=0.5MM’=0.5S=0.5×0.8m=4m
故重力做功为：
W=Gh=mgh=1kg×10N/kg×0.8m=80J
（3）其做功的功率是：
P= | W | = | 80J | =2W |
t | 40s |
微信扫码关注三人行问答社区 公众号
加载中...