解题思路:当球在O点上方时,杠杆在绳的拉力和G的作用下平衡,确定绳的力臂,根据杠杆平衡条件求出G的大小;
当绳的拉力为零时,则杠杆在小球和G的作用下恰好保持平衡,根据杠杆的平衡条件求出小球对杠杆力的力臂,由速度公式的变形公式可以求出运动时间.
做出拉力的力臂,如图所示:
由杠杆平衡条件得:F绳×AOsin30°=G×BO,
即:6N×[1/2]×(1.2m-0.2m)=G×0.2m,解得:G=15N,
球的重力G球=m球g=0.3kg×10N/kg=3N,
当绳子拉力为0时,设球离O点距离为L球,
由杠杆平衡条件得:G球×L球=G×BO,
即:3N×L球=15N×0.2m,
解得:L球=1m=100cm,
由速度公式:v=[s/t]可知:
球的运动时间:t=
L球
v球=[100cm/25cm/s]=4s.
答:小球运动4s时绳子拉力为零.
点评:
本题考点: 杠杆的平衡分析法及其应用.
考点点评: 此题考查了对杠杆平衡条件的应用,掌握二力平衡条件,并正确地确定杠杆所受的力及对应的力臂,求出物体G的重力是解决此题的关键所在.