Question

【題目】利用如圖所示的滑輪組勻速拉動水平地面上重為30N，邊長為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動時，受到地面對它的摩擦力為4.5N．求：
（1）A處拉力大小；
（2）正方體物體對地面的壓強是多少？
（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

【答案】
（1）解：物體在水平地面上勻速運動時處于平衡狀態，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，

則A處拉力：

F=f=4.5N

（2）解：正方體物體對地面的壓力：

F壓=G=30N，

受力面積：

S=L2=（10cm）2=100cm2=0.01m2，

對地面的壓強：

p= = =3000Pa

（3）解：由v= 可得，繩端移動的距離：

s繩=vt=0.5m/s×4s=2m，

由圖可知，n=2，

由s繩=ns物可得，物體運動的距離：

s物= = =1m，

則A處拉力所做的功：

W=Fs物=4.5N×1m=4.5J

【解析】（1）物體在水平地面上勻速運動時處于平衡狀態，受到的拉力和摩擦力是一對平衡力，二力大小相等；（2）正方體物體對地面的壓力和自身的重力相等，根據S=L2求出正方體物體的底面積即為受力面積，根據p= 求出對地面的壓強；（3）根據s=vt求出繩端移動的距離，由圖可知滑輪組繩子的有效股數，根據s繩=ns物求出物體運動的距離，根據W=Fs求出A處拉力所做的功．
【考點精析】關于本題考查的滑輪組繩子拉力的計算和壓強的大小及其計算，需要了解1、根據題意確定重物和動滑輪的重力由幾段繩承擔，用n 表示．2、確定重物的上升距離，和拉力F 的繩端的移動距離；重物的上升距離為:h則拉力F 的繩端的移動距離就是：nh；3、看是否計動滑輪的重力．（繩重與摩擦一般情況都不計）當不計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)G物 ；當計動滑輪重力時，拉力F = (1/n)（G物 + G輪）；壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）才能得出正確答案．