如图所示，质量m＝2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，导轨及支架ABCD总质量

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陈金红 2021-11-12 09:45

如图所示，质量m＝2.0kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端，导轨及支架ABCD总质量M＝4.0kg，形状及尺寸已在图中注明，该支架只可以绕着过D点的转动轴在图示竖直平面内转动。为简便起见，可将导轨及支架ABCD所受的重力看作集中作用于图中的O点。现用一沿导轨的拉力F通过细线拉铁块，假定铁块起动后立即以0.1m/s的速度匀速运动，此时拉力F＝10N。

（1）铁块运动时所受摩擦力多大？

（2）铁块对导轨的摩擦力的力臂多大？

（3）从铁块运动时起，导轨（及支架）能保持静止的最长时间是多少？（g＝10N/kg）

1条回答

夏云连 (楼主)

2021-11-13 06:49

解析：
（1）铁块起动后匀速运动，此时拉力就等于铁块运动时所受摩擦力，
用f表示铁块所受摩擦力，
f＝F＝10N。
（2）铁块对导轨的摩擦力作用线沿着导轨AB，所求力臂即为D到AB的距离。用L表示该力臂，
L＝0.8m。
（3）设当铁块运动到E点时，支架刚好开始转动，此时过E点的竖直线在D点右侧，距D点为x，根据杠杆平衡条件及已知条件：
4.0kg×10N/kg×0.10m＝2.0kg×10N/kgx+10N×0.8m
得
故
（1）铁块运动时所受摩擦力为10N；
（2）铁块对导轨的摩擦力的力臂为0.8m；
（3）从铁块运动时起，导轨（及支架）能保持静止的最长时间是5s。

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