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(2014•玉林一模)如图所示,一轻质杠杆AB支在支架上,OA=20cm,G1为一边长为5cm的正方体,G2重为20N.当OC=10cm时,G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力F使G2以2cm/s的速度向右匀速运动,

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(2014•玉林一模)如图所示,一轻质杠杆AB支在支架上,OA=20cm,G1为一边长为5cm的正方体,G2重为20N.当OC=10cm时,G1对地面的压强为2×104Pa.现用一水平拉力F使G2以2cm/s的速度向右匀速运动,则当G1对地面的压力为0时所经过的时间为(  )

A.25s
B.30s
C.35s
D.40s
▼优质解答
答案和解析
(1)G2在C点时,由杠杆平衡条件得:
FA×OA=G2×OC,
即:FA×20cm=20N×10cm,
解得:
FA=10N;
物体与地面的接触面积:
S=5cm×5cm=25cm2=0.0025m2
由p=
F
S
得:
物体G1对地面的压力:
F=pS=2×104Pa×0.0025cm2=50N,
地面对物体的支持力:
F′=F=50N,
G1受竖直向下的重力G1、地面的支持力F′、绳子的拉力FA作用,
物体静止,处于平衡状态,由平衡条件得:G1=FA+F′=10N+50N=60N;
(2)当G1对地面的压力为0时,杠杆在A点的受到的拉力FA′=G1=60N,
设G2位于D点,由杠杆平衡条件得:FA′×OA=G2×OD,
即:60N×20cm=20N×OD,
解得:
OD=60cm,
物体G2的路程:
s=OD-OC=60cm-10cm=50cm,
由v=
s
t
得:物体G2的运动时间:
t=
s
v
=
50cm
2cm/s
=25s;
故选A.
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