如圖所示，是小宇同學設計的一個實驗裝置。質量爲5kg的物體M1靜止於水平導軌AB的B端，導軌AB及支架只可繞着...

問題詳情：

如圖所示，是小宇同學設計的一個實驗裝置。質量爲5kg的物體M1靜止於水平導軌AB的B端，導軌AB及支架只可繞着固定於地面上的過C點的轉動軸在豎直平面內轉動（導軌及支架的形狀和尺寸已在圖中標出，質量忽略不計）．一根沿水平方向的細繩，一端連在物體M1上，一端繞過滑輪組連在電動機的轉軸上，電動機轉動時，可以透過細繩拉動物體M1沿導軌水平向A端移動。質量爲8kg 的物體M2放在地面上，並透過細繩掛在動滑輪E2上，在實驗*作過程中，M2始終未離開地面。與滑輪組、電動機有關的摩擦不計，動滑輪E2的質量爲0.2kg，細繩未發生形變，g取10N/kg。

（1）當電動機的輸出功率爲2.5W時，剛好可以透過細繩拉動物體M1以0.1m/s 的速度沿導軌水平向A端勻速運動，地面對物體M2的支援力爲N1，求細繩對物體M1的拉力爲多少？

（2）從物體M1開始運動時電動機起，導軌及支架能保持靜止的最長時間爲多少？

（3）將物體M1換成另一質量更大的物體，當電動機透過細繩拉動它仍以0.1m/S 的速度從B端沿導軌勻速向A端運動時，物體M2受到地面的支援力爲N2，且Nl：N2＝16：1．若此時電動機兩端電壓爲6V，電動機線圈的電阻爲2Ω，電動機消耗的電能除了線圈發熱外，全部用於對細繩做功，電動機允許透過的最大電流爲1.5A．求此時透過電動機的電流爲多少？

【回答】

【解析】：（1）細繩對物體M1的拉力拉力F125N；

細繩對物體M1的拉力拉力F1爲25N；

（2）作用在支架上的摩擦力f＝F＝25N．此時支架受到物體M1對它的摩擦力和M1對它的壓力的作用，支架受到的壓力N＝G1＝m1g＝5×10＝50N．假設導軌靜止時所受M1的壓力的力臂爲l1，所受摩擦力的力臂l2＝0.6m，根據槓桿平衡條件有：Nl1＝fl2；

l10.3m；

保持靜止的時間t3s；

導軌及支架能保持靜止的最長時間爲3s；

（3）M2和動滑輪受到重力、繩子拉力、地面支援力的作用，因動滑輪省力一半，於是有：G2+G動＝2F+N1

N1＝m2g+m動g﹣2F＝8kg×10N/kg+0.2kg×10N/kg﹣2×25N＝32N；

換M1後，因爲Nl：N2＝16：1    N22N；

此時繩子的拉力F240N；

此時電動機的輸出功率爲P出2＝F2v＝40N×0.1m/s＝4W；

由P出2＝P2﹣P損2有：UI2﹣I22r＝P出2，即6I2﹣2I22＝4；

解得I2＝1（A）或I2＝2（A）（不合題意，捨去）；

此時透過電動機的電流爲1A。

知識點：九年級下

題型：計算題