Question

13．如圖所示的滑輪組，不計(jì)拉線質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動摩擦．重物G=100N，每一個滑輪重20N，當(dāng)繩自由端拉力F豎直向上大小為30N時，求：
（1）重物G對地面的壓力為多少？
（2）當(dāng)拉力F為多大時，恰能讓重物G勻速上升？
（3）若重物G能以0.1m/s的速度勻速上升，則繩自由端向上運(yùn)動速度為多少？

Answer 1

分析 根據(jù)物體的重力和滑輪的重力計(jì)算出總重力，數(shù)出連在動滑輪上的繩子的股數(shù)，可計(jì)算出對物體和動滑輪的總拉力，進(jìn)而可計(jì)算出物體對地面的壓力；根據(jù)力的平衡的知識即可計(jì)算出能讓重物G勻速上升的拉力；根據(jù)動滑輪及其工作特點(diǎn)即可得出繩自由端向上運(yùn)動速度．

解答 解：（1）重物和動滑輪的總重力：G_總=G+G_動=100N+20N=120N，
由圖可知，n=3，
把重物和動滑輪作為一個整體，此時它們受到向下的總重力、向上的3段繩子的拉力和向上的支持力作用；
而重物對地面的壓力與地面對重物的支持力是一對相互作用力，
所以，當(dāng)繩自由端拉力F豎直向上大小為30N時，重物G對地面的壓力為：
F_壓=F_支=G_總-3F=120N-3×30N=30N；
（2）不計(jì)拉線質(zhì)量及滑輪轉(zhuǎn)動摩擦，
讓重物G勻速上升時所需拉力：F=$\frac{1}{3}$G_總=$\frac{1}{3}$×120N=40N；
（3）若重物G能以0.1m/s的速度勻速上升，
則繩自由端向上運(yùn)動速度：v_繩=3v_物=3×0.1m/s=0.3m/s．
答：（1）重物G對地面的壓力為30N；
（2）當(dāng)拉力F為40N時，恰能讓重物G勻速上升；
（3）若重物G能以0.1m/s的速度勻速上升，則繩自由端向上運(yùn)動速度為0.3m/s．

點(diǎn)評 本題考查壓力及重力與壓力的區(qū)別、滑輪組繩子拉力的計(jì)算，同時涉及到力的合成與應(yīng)用，解答此題時要注意數(shù)繩子的股數(shù)時是連在動滑輪上的繩子的股數(shù)．