Question

17．一个边长为50cm的正方体物体，密度是2×10³kg/m³，放在地面上，受到竖直向上500N的提力，g=10N/kg，求：
（1）物体的重力；
（2）地面对物体的支持力；
（3）物体对地面的压强；
（4）画出物体受力示意图．

Answer 1

分析 （1）知道正方体的边长可求体积，根据G=mg=ρVg求其重力；
（2）物体静止在地面上，受到的重力、提力和支持力的作用，受到的重力等于支持力加上提力，据此可求地面对物体的支持力；
（3）物体对地面的压力等于重力减去提力，根据面积公式求出正方体的底面积即为受力面积，利用p=$\frac{F}{S}$求出物体对地面的压强；
（4）物体受重力、支持力、提力的作用，根据力的示意图的画法作图．

解答 解：
（1）正方体物体的体积：V=0.5m×0.5m×0.5m=0.125m³，
物体的重力：G=mg=ρVg=2×10³kg/m³×0.125m³×10N/kg=2500N；
（2）物体静止在地面上，受到的重力等于支持力加上提力，
即：G=F_支+F_提，
则地面对物体的支持力：
F_支=G-F_提=2500N-500N=2000N；
（3）压力和支持力为相互作用力，所以物体对地面的压力：
F_压=F_支=2000N，
受力面积：S=0.5m×0.5m=0.25m²，
物体对地面的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{2000N}{0.25{m}^{2}}$=8000Pa；
（4）物体受重力（G=2500N、方向竖直向下）、支持力（F_支=2000N、方向竖直向上）、提力（F_提=500N、方向竖直向上）的作用，作用点都画在物体的重心，如图所示：

答：（1）物体的重力为2500N；
（2）地面对物体的支持力为2000N；
（3）物体对地面的压强8000Pa；
（4）物体受力示意图如图所示．

点评 本题考查了重力公式、压强公式的应用和力的示意图的画法，涉及到力的平衡条件的应用，知识点多、综合性强，有难度！