Question

12．利用如圖所示的滑輪組勻速拉動(dòng)水平地面上重為30N，邊長(zhǎng)為10cm的正方體物體．拉力F的大小為3N，物體在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，受到地面對(duì)它的摩擦力為4.5N．求：
（1）A處拉力大��；
（2）正方體物體對(duì)地面的壓強(qiáng)是多少？
（3）若拉力F以0.5m/s的速度勻速拉了4s，求A處拉力所做的功是多少？

Answer 1

分析 （1）物體在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，二力大小相等；
（2）正方體物體對(duì)地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)S=L²求出正方體物體的底面積即為受力面積，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（3）根據(jù)s=vt求出繩端移動(dòng)的距離，由圖可知滑輪組繩子的有效股數(shù)，根據(jù)s_繩=ns_物求出物體運(yùn)動(dòng)的距離，根據(jù)W=Fs求出A處拉力所做的功．

解答 解：（1）物體在水平地面上勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到的拉力和摩擦力是一對(duì)平衡力，
則A處拉力：
F=f=4.5N；
（2）正方體物體對(duì)地面的壓力：
F_壓=G=30N，
受力面積：
S=L²=（10cm）²=100cm²=0.01m²，
對(duì)地面的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{30N}{0.01{m}^{2}}$=3000Pa；
（3）由v=$\frac{s}{t}$可得，繩端移動(dòng)的距離：
s_繩=vt=0.5m/s×4s=2m，
由圖可知，n=2，
由s_繩=ns_物可得，物體運(yùn)動(dòng)的距離：
s_物=$\frac{{s}_{繩}}{n}$=$\frac{2m}{2}$=1m，
則A處拉力所做的功：
W=Fs_物=4.5N×1m=4.5J．
答：（1）A處拉力為4.5N；
（2）正方體物體對(duì)地面的壓強(qiáng)是3000Pa；
（3）若拉力F以0.5m/s的速度勻速拉了4s，求A處拉力所做的功是4.5J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了二力平衡條件和壓強(qiáng)公式、速度公式、做功公式的應(yīng)用，明確滑輪組繩子的有效股數(shù)和利用好s_繩=ns_物是關(guān)鍵．