如图所示，是小宇同学设计的一个实验装置。质量为5kg的物体M1静止于水平导轨AB的B端，导轨AB及支架只可绕着...

问题详情：

如图所示，是小宇同学设计的一个实验装置。质量为5kg的物体M1静止于水平导轨AB的B端，导轨AB及支架只可绕着固定于地面上的过C点的转动轴在竖直平面内转动（导轨及支架的形状和尺寸已在图中标出，质量忽略不计）．一根沿水平方向的细绳，一端连在物体M1上，一端绕过滑轮组连在电动机的转轴上，电动机转动时，可以通过细绳拉动物体M1沿导轨水平向A端移动。质量为8kg 的物体M2放在地面上，并通过细绳挂在动滑轮E2上，在实验*作过程中，M2始终未离开地面。与滑轮组、电动机有关的摩擦不计，动滑轮E2的质量为0.2kg，细绳未发生形变，g取10N/kg。

（1）当电动机的输出功率为2.5W时，刚好可以通过细绳拉动物体M1以0.1m/s 的速度沿导轨水平向A端匀速运动，地面对物体M2的支持力为N1，求细绳对物体M1的拉力为多少？

（2）从物体M1开始运动时电动机起，导轨及支架能保持静止的最长时间为多少？

（3）将物体M1换成另一质量更大的物体，当电动机通过细绳拉动它仍以0.1m/S 的速度从B端沿导轨匀速向A端运动时，物体M2受到地面的支持力为N2，且Nl：N2＝16：1．若此时电动机两端电压为6V，电动机线圈的电阻为2Ω，电动机消耗的电能除了线圈发热外，全部用于对细绳做功，电动机允许通过的最大电流为1.5A．求此时通过电动机的电流为多少？

【回答】

【解析】：（1）细绳对物体M1的拉力拉力F125N；

细绳对物体M1的拉力拉力F1为25N；

（2）作用在支架上的摩擦力f＝F＝25N．此时支架受到物体M1对它的摩擦力和M1对它的压力的作用，支架受到的压力N＝G1＝m1g＝5×10＝50N．假设导轨静止时所受M1的压力的力臂为l1，所受摩擦力的力臂l2＝0.6m，根据杠杆平衡条件有：Nl1＝fl2；

l10.3m；

保持静止的时间t3s；

导轨及支架能保持静止的最长时间为3s；

（3）M2和动滑轮受到重力、绳子拉力、地面支持力的作用，因动滑轮省力一半，于是有：G2+G动＝2F+N1

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

换M1后，因为Nl：N2＝16：1    N22N；

此时绳子的拉力F240N；

此时电动机的输出功率为P出2＝F2v＝40N×0.1m/s＝4W；

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

解得I2＝1（A）或I2＝2（A）（不合题意，舍去）；

此时通过电动机的电流为1A。

知识点：九年级下

题型：计算题