为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小薇设计了一个平衡木模型。整个装置

欧姆定律 已结 1 54125
张祖威
张祖威 2022-3-12 13:25

为探究平衡木受力特点,喜爱体操的小薇设计了一个平衡木模型。整个装置如图甲所示,AB可绕支点O无摩擦转动,C处固定一竖直硬杆,硬杆的底部安装了压敏电阻片RR所在的电路放在了硬杆内(整个装置除硬杆以外其它部分的重力均不计),且AB=5mOA=BC=1m,电源电压恒为3V,硬杆底部R阻值随地面对它的支持力F变化的关系如图乙所示,整个装置放在水平地面上,AB始终处于水平平衡状态,当重360N的小薇站在A点时,电流表的示数为0.1A

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求:

1)小薇在A点时,C处受到硬杆的拉力;

2)小薇在A点时,地面对硬杆底部R的支持力;

3)当电流表的示数为0.3A时,小薇距A点多少米?

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1条回答
  •  梁学广
    梁学广 (最佳回答者)
    2022-3-13 09:35

    解析:

    1)小薇在A点时,杠杆平衡,杠杆受小薇对A点的压力和硬杆对C点的拉力,其中

    OA=1mOC=ABOABC=5m1m1m=3m

    根据杠杆的平衡条件可得:

    GOA=FOC

    即:

    360N×1m=F×3m

    解得:F=120N

    2)小薇在A点时,电流表的示数I=0.1A,由欧姆定律并代入数据可得,此时压敏电阻的阻值:

    R=30Ω

    由图乙知,当R=30Ω时,地面对硬杆底部R的支持力为60N

    3)小薇在A点时,由力的平衡条件和前面数据可得,硬杆的重力:

    G=F+F=60N+120N=180N

    I′=0.3A时,由欧姆定律,代入数据可得,压敏电阻的阻值为:

    R′=10Ω

    由图象乙知,当R=10Ω时,地面对杆的支持力

    F′=300N

    由于FG,所以可知此时杠杆对硬杆产生的是压力,由力的平衡条件可得,杠杆对硬杆的压力:

    F=FG=300N180N=120N

    由于力的作用是相互的,则硬杆对杠杆的支持力FC也为120N

    设此时小薇到支点O的距离为L

    根据杠杆的平衡条件可得:

    FCOC=GL

    即:

    120N×3m=360N×L

    解之得

    L=1m

    小薇距离A点的距离是

    L'=1m+0.5m=1.5m

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