Question

【题目】为了将放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高处。小明设计了如图甲所示的滑轮组装置。当小明用如图乙所示随时间变化的竖直向下拉力F拉绳时，重物的速度v和上升的高度h随时间t变化的关系图象分别如图丙和丁所示。若重物与地面的接触面积S=5×10-2m2，不计摩擦，绳对滑轮的拉力方向均可看成在竖直方向。（已知小明的质量为60kg，每只鞋与地面的有效接触面积为200cm2）下列说法正确的是

A. 在2-3s内，拉力F的功率P=300WB. 在1-2s内，拉力F所做的功W=187.5J

C. 在0-1s内，小明对地面的压强p1=1.425×104PaD. 在0-1s内，重物对地面的压强p2=800Pa

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A、由图象可知，在2～3s内，重物做匀速运动，v1=2.50m/s，拉力F1=40N，因为连接动滑轮的绳子有三根，所以拉力F的作用点下降的距离是重物上升高度h1的3倍。拉力F的功率P==F1v2=40N×3×2.5m/s=40N×7.5m/s=300W，故A正确；

B、在1～2s内，拉力F2=50N，重物上升高度h=1.25m，拉力通过的距离s=3h=3×1.25m=3.75m，拉力F所做的功W=F2s=50N×3.75m=187.5J，故B正确；

C、人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，动滑轮的重力：G动=3F1-G=3×40N-100N=20N，在0～1s内，拉力F3=30N，取人为研究对象，人受到向下的重力G人、地面对人向上的支持力F支1以及绳子向上的拉力F3三个力的作用处于静止状态；由于力的作用是相互的，所以人对地面的压力F1=F支1= G人-F3=600N-30N=570N，小明对地面的压强p1==1.425×104Pa，故C正确；

D、在0～1s内，拉力F3=30N，取动滑轮和重物为研究对象，受到向下的重力G和G动，向上的支持力F支2以及三根绳子向上的拉力3F3的作用处于静止状态，地面对重物的支持力F支1=G+G动-3F3=100N+20N-3×30N=30N，由于力的作用是相互的，所以重物对地面的压力F2=F支2=30N，重物对地面的压强p2==600Pa，故D错误。