解题思路:用水平拉力缓慢拉起M,由平衡条件分析细绳的拉力与小物体重力Mg的关系,再以O点为支点,根据力矩平衡条件列式,分析P对轻杆的支持力如何变化,即可得到P处所受的压力如何变化;若将M拉高y后静止释放,当杆刚离开P时,P对轻杆的支持力为零,由力矩平衡条件求出细绳的拉力,
以M为研究对象,设细绳与竖直方向的夹角为α,细绳拉力大小为T,则由平衡条件得:Tcosα=Mg
以O为支点,设杆长为L,PO间距离为l.根据力矩平衡条件得:mg•
L
2=Nl+Tcosα•L
由以上两式得 mg•
L
2=Nl+MgL
由于M、m、l、L均不变,则得N不变,即P对杆的支持力不变,则P处受到的压力不变.
当M运动到最低点,刚好使杆离开P时,此时P对轻杆的支持力为零,则有
mg•
L
2=T[L/2],
解得,T=50N
设M经过最低点的速度大小为v,则由牛顿第二定律得
T-Mg=M
v2
R
解得v2=2.5
根据机械能守恒得;Mgy=
1
2Mv2
解得y=0.125m
故答案为:不变,0.125
点评:
本题考点: 力矩的平衡条件;向心力.
考点点评: 本题是一道综合较强的题目,整合了共点力平衡、力矩平衡、牛顿第二定律和机械能守恒等多个力学知识,关键要把握物理规律,分析临界条件.