如图所示，质量为2kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端（形状及尺寸在图中标出），导轨AB及支架只可以绕着过D点的转动轴在图中竖直平面内转动.现用一个沿导轨的拉力F通过细线拉铁块，假

Question

如图所示，质量为2kg的小铁块静止于水平导轨AB的A端（形状及尺寸在图中标出），导轨AB及支架只可以绕着过D点的转动轴在图中竖直平面内转动.现用一个沿导轨的拉力F通过细线拉铁块，假定铁块起动后立即以0.1m/s的速度沿导轨匀速运动，此时拉力F为10N.（导轨及支架ABCD的质量忽略不计，g=10N/kg）.则从铁块运动时起，导轨及支架能保持静止的最长时间是（　　）
A. 7s
B. 3s
C. 11s
D. 6s

Answer 1

作用在支架上的摩擦力f=F=10N．此时支架受到铁块对它的摩擦力和铁块对它的压力的作用，支架受到的压力N=G₁=m₁g=2×10=20N．假设导轨静止时所受铁块的压力的力臂为l₁，所受摩擦力的力臂l₂=0.8m，根据杠杆平衡条件有：Nl₁=fl₂；
l₁=(fl2)/(N)=(10N×0.8m)/(20N)=0.4m，即此时铁块据支点D的距离是0.4m，所以铁块运动的距离是S=0.6m-（0.4m-0.1m）=0.3m；
故保持静止的时间t=(S)/(V)=(0.3m)/(0.1m/s)=3s．
故选B．