Question

如圖1所示，水平地面上有一塊密度0.5×10³kg/m³、高1.2m的長方體木塊．小林用水平推力F把木塊向前推動，此過程中，推力F和木塊前進的速度v的大小隨時間t的變化情況分別如圖2甲、乙所示．求：

（1）木塊靜止時對地面的壓強；

（2）在3﹣5s內，推力對木塊所做的功；

（3）請在圖2丙中，畫出0﹣6s內木塊所受的摩擦力f隨時間t變化的圖線．

Answer 1

 解：（1）∵木塊是長方體，放在水平地面時，

∴由p=====ρgh可知：

對水平地面的壓強p=ρgh=0.5×10³kg/m³×1.2m×10N/kg=6000Pa；

（2）由圖象可知在3﹣5s內的運動速度v₃=1m/s，推力F₃=200N，

由v=可得，在3﹣5s內移動的距離為：

s₃=v₃t₃=1m/s×2s=2m，

推力做功：

W=F₃s₃=200N×2m=400J；

（3）由圖丙可知，用200N的水平推力能使木箱勻速前進說明此時木箱所受的摩擦力和推力是水平方向上的一對平衡力，摩擦力等于推力等于200N．

木箱在1～3s內做加速運動，受到的摩擦力為滑動摩擦力，滑動摩擦力與推力大小無關，物體間接觸面與物體間壓力不變，物體受到的滑動摩擦力不變，則1s～3s木箱受到的摩擦力大小為200N．

在0～1s內物體沒有移動，處于靜止狀態，摩擦力與推力相平衡，即此時摩擦力為100N，圖象如下圖：

答：（1）木塊靜止時對地面的壓強為6000Pa；

（2）在3﹣5s內，推力對木塊所做的功為400J；

（3）如上圖．