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边长为0.1m质量均匀的正方体物体M,放在水平地面上对地面的压强为5.0×103 Pa.如图所示装置,横杆可绕

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/16 03:00:21
边长为0.1m质量均匀的正方体物体M,放在水平地面上对地面的压强为5.0×103 Pa.如图所示装置,横杆可绕固定点O在竖直平面内转动,系在横杆B 端的细绳通过动滑轮连着物体M,用力F在A点竖直向上提横杆时,横杆在水平位置平衡,此时物体M 对地面的压强为1.6×103 Pa,若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆,使横杆仍在水平位置平衡,此时物体M 对地面压强为1.0×103 Pa,已知横杆长OB=0.8m,OA=0.6mg取10N/kg,不计横杆质量、绳质量和摩擦.则下列选项正确的是(  )
A. 物体M的质量为50kg
B. 物体M的密度为0.5×103kg/m3
C. 动滑轮的质量为0.2kg
D. 力F的大小为48N
S=0.1m×0.1m=0.01m2
物体的重力G=F0=pS=5.0×103 Pa×0.01m2=50N,
设动滑轮的重力为G
当在杠杆A端施加F大小的力杠杆平衡时,地面受到的压强为1.6×103 Pa,地面受到的拉力为F'=p'S=1.6×103 Pa×0.01m2=16N,
滑轮对物体的拉力为F1=G-F'=50N-16N=34N,
根据杠杆平衡条件得,
1
2(F1+G)×OB=F×OA,所以
1
2(34N+G)×0.8m=F×0.6m--①
若仍用力F在距离A点0.1m处竖直向上提横杆,使横杆仍在水平位置平衡,物体对地面的压强减小,压力减小,一定是增大了动力臂,所以拉力向左移动了0.1m,
当在杠杆A端施加F大小的力杠杆平衡时,地面受到的压强为1.0×103 Pa,地面受到的拉力为F''=p''S=1.0×103 Pa×0.01m2=10N,
滑轮对物体的拉力为F2=G-F''=50N-10N=40N,
根据杠杆平衡条件得,
1
2(F2+G)×OB=F×OA',所以
1
2(40N+G)×0.8m=F×(0.6m+0.1m)--②


②得,G=2N,F=24N,
所以动滑轮质量m=0.2kg.
故选C.