Question

14．如图所示，重为2×10⁴N的汽车陷入泥中，轮胎与地面的总接触面积为0.2m²，司机用滑轮组将汽车拖出，汽车在2s内沿水平方向匀速移动了2m，这个过程中司机用3×10³N的水平拉力F将绳拉出6m．求：
（1）汽车对地面的压强；
（2）汽车移动的速度；
（3）拉力F所做总功的功率；
（4）请你画出符合题意的滑轮组绕线示意图．

Answer 1

分析 （1）根据F=G可知压力，由p=$\frac{F}{S}$求出汽车对地面的压强；
（2）已知汽车在2s内沿水平方向匀速移动了2m，利用速度公式求解；
（3）已知这个过程中司机用3×10³N的水平拉力F将绳拉出6m，利用W=Fs可求得拉力F所做总功，然后利用P=$\frac{W}{t}$可求得功率；
（4）滑轮组的绕法要求最省力，就要求承担物体重力绳子股数要最多，且向右拉绳子，同时考虑这两个方面画出滑轮组最省力的绕法．

解答 解：（1）F=G=2×10⁴N
汽车对地面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{0.2{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）汽车移动的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{2m}{2s}$=1m/s；
（3）拉力F所做总功W=Fs=3×10³N×6m=1.8×10⁴J，
功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}J}{2s}$=9×10³W；
（4）由图可以看出，绳子的拉动方向应向右，因此确定自由端的绳子，然后依次绕线．如图所示：

答：（1）汽车对地面的压强为1×10⁵Pa；
（2）汽车移动的速度为1m/s；
（3）拉力F所做总功的功率为9×10³W；
（4）见上图．

点评 本题考查了速度、压强、功和功率的计算，同时还考查了滑轮组的设计与组装，考查的很全面．