如图所示,放在水平地面上的杠杆AC能以B点为支点在竖直平面内转动,AC=0.8m,BC=0.6m

浮力 已结 1 387
树友e7idw7
树友e7idw7 2021-4-8 06:50

如图所示,放在水平地面上的杠杆AC能以B点为支点在竖直平面内转动,AC=0.8m,BC=0.6m.细绳的一端系在杠杆的A端,另一端绕过动滑轮固定在天花板上,物体E挂在动滑轮的挂钩上,动滑轮的质量m0=1kg.物体H通过细绳挂在杠杆的C端,物体H的质量mH=2kg,体积VH=1000cm3.在物体H下有一个垫块D,H与D放在一个大水槽F中,杠杆、细绳的质量及摩擦均忽略不计,g取10N/kg.

(1)为使杠杆AC保持水平平衡,求物体E的最大质量m;

(2)若将垫块D撤走,并往水槽F中注水,为使杠杆AC保持水平平衡,求物体E的最小质量m′.


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1条回答
  •  天街下雨嗒
    天街下雨嗒 (最佳回答者)
    2021-4-15 18:42

    解析:

    (1)当E质量最大时,A端受到的拉力是:

    FA=

    1

    (m+m0)   g

    2

    当E质量最大时,H对D的压力等于零。故C端受到的拉力为:FC=mHg

    根据杠杆的平衡条件得

    FA×AB=FC×BC   即

    1

    (m+m0)   g×AB= mHg×BC

    2

     

    1

    (m+1)   ×(0.8-0.6)= 2×0.6

    2

     

    解析得:m=11(kg)

    (2)当E的质量最小(设为mA’)时,右侧H浸没水中。H受到水的浮力为:

    F浮=ρ水gV=1.03kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3

    =10N

    C受到的拉力为:

    FC’=GH-F浮=mHg-F浮=2kg×10N/kg-10N

    =10N

    此时,A端受到拉力设为FA’,则由杠杆平衡条件得

    FA’×AB=10N×BC

    FA’ ×(0.8m-0.6m)=10N×0.6m

    FA’=30N

    A最小的质量:

    因FA’=(m0g+m’g)/2

    所以

    m’=(2FA’-m0g)/2=(2×10N-1kg×10N/kg)/2

    =5kg


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