题目内容
17．
在“大力士”比赛中，需要把一质量m=400kg，边长l=lm，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如图所示．g取10N/kg．求：（1）立方体静止时对水平地面的压强；
（2）翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力F的大小；
（3）“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了10m，用时20s，“大力士”克服立方体重力做功的功率．
分析 （1）立方体对地面的压力等于其重力，根据p=$\frac{F}{S}$求出压强；
（2）要想用最小的力立方体一边刚好离开地面，那么动力臂应该达到最大，立方体最长的力臂应该为对角线，再利用直角三角形的三边关系，求出动力臂OA的长度，根据杠杆平衡条件求出最小力；
（3）根据W=Gh求出翻滚一次克服重力做的功，则可求得翻滚10m克服重力做的功，再根据P=$\frac{W}{t}$求出功率．
解答 已知：质量m=400kg，边长l=lm，g=10N/kg，距离s=10m，时间t=20s
求：（1）立方体静止时对水平地面的压强p=？；（2）最小力F=？；（3）克服立方体重力做功的功率P=？
解：（1）立方体对地面的压力F压=G=mg=400kg×10N/kg=4000N，
立方体静止时对水平地面的压强：
p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{4000N}{1m×1m}$=4000Pa；
（2）要想用最小的力立方体一边刚好离开地面，由图知，支点为O，动力臂应该达到最大，OA为力臂，
所施加的力应该与力臂OA垂直且向上；
OA=$\sqrt{（1m）^{2}+（1m）^{2}}$=$\sqrt{2}$m，
根据杠杆平衡条件可知：
F×OA=G×$\frac{1}{2}$l，
最小力F=$\frac{Gl}{2OA}$=$\frac{4000N×1m}{2\sqrt{2}m}$=1414N；
（3）翻滚时重心升高的高度：h=$\frac{\sqrt{2}}{2}$m-$\frac{1}{2}$m=$\frac{\sqrt{2}-1}{2}$m，
翻滚一次克服重力做的功W=Gh=4000N×$\frac{\sqrt{2}-1}{2}$m=828J，
移动10m，要翻滚10次，所以人做的功W总=10W=10×828J=8280J，
克服立方体重力做功的功率P=$\frac{{W}_{总}}{t}$=$\frac{8280J}{20s}$=414W．
答：（1）立方体静止时对水平地面的压强4000Pa；
（2）所用最小力F为1414N；
（3）克服立方体重力做功的功率414W．
点评 本题考查了重力、压强、功、功率和杠杆平衡条件的计算，以及如何寻找最省力的方法，弄明白重心升高的高度是解决此题的关键，难度很大．
| A． | 内燃机的实际工作效率可达100% | B． | 汽油机和柴油机使用同种燃料 | ||
| C． | 汽油机和柴油机均属于内燃机 | D． | 在做功冲程中，机械能转化为内能 |
| 自然现象 | 物理知识 | 实际应用 |
| 物体具有慣性 | 跳远时利用助跑提高成绩 | |
| 雄鹰展开翅膀在空中滑翔 | 飞机的机翼 | |
| 水沸腾时水蒸气冲起壶盖 | 内能转化为机械能 |
如图所示，在测量摩擦力的实验中，用弹簧测力计拉一木块沿水平方向做匀速直线运动．下列选项中属于平衡力的是（ ）| A． | 木块受的重力与木块受的支持力 | B． | 地面受的摩擦力与木块受的摩擦力 | ||
| C． | 木块受的拉力与木块受的摩擦力 | D． | 木块受的重力与木块对地面的压力 |
如图所示，将弹簧测力计左端固定在墙上，右端用细线与重力为10N的木块相连，木块放在上表面水平的小车上，弹簧测力计保持水平，现拉动小车沿水平方向做匀速直线运动，木块静止时弹簧测力计的示数为4N，则木块所受摩擦力的大小与方向分别是（ ）| A． | 10N，水平向右 | B． | 14N，水平向左 | C． | 6N，水平向左 | D． | 4 N，水平向右 |
| A． | 湿衣服晾干了 | |
| B． | 加冰块使饮料温度降低 | |
| C． | 放在衣柜中的樟脑片变小了 | |
| D． | 夏天从冰箱内取出瓶装饮料后，瓶外壁常附着一层小水珠 |
| A． |  双手摩擦生热 | B． |  用火加热壶水 | C． |  锯木锯条发热 | D． |  古人钻木取火 |