Question

11．如图是小强最喜欢的、用于锻炼臂力的拉力器结构示意图．小强每次向下拉动拉杆时，所用的拉力为230N，并在0.4s内可使质量为20kg、底面积为1dm²的配重块匀速升高40cm，然后放手让其自由落下．（不计拉杆和绳的重力、取g=10N/kg）
（1）提拉前静止在地面上的配重块受到的重力与地面对配重块的支持力是一对平衡力，配重块对地面的压力与地面对配重块的支持力是一对相互作用力．（均选填“相互作用力”或“平衡力”）
（2）提拉前静止在地面上的配重块对地面的压强是多大？
（3）小强每次拉动拉力器的过程中对配重块所做的功是多大？

Answer 1

分析 （1）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于同一物体上．缺一不可．
力的作用是相互的，两个相互的作用力大小相等、方向相反、在同一直线上、作用于两个不同的物体上．
（2）已知配重块的质量，利用G=mg求出重力，配重块对地面的压力等于其自身重力，利用p=$\frac{F}{S}$求出压强；
（3）利用W=Fs求小强每次拉动拉力器的过程中对配重块所做的功．

解答 解：（1）配重块受到的重力与地面对配重块的支持力大小相等、方向相反、在同一直线上、都作用在配重块上，符合二力平衡的条件，是一对平衡力；
配重块对地面的压力与地面对配重块的支持力分别作用在两个物体上，大小相等、方向相反、在同一直线上，是一对相互作用力；
（2）S=1dm²=1×10^-2m²，
静止在地面上的配重块对地面的压力：
F=G=mg=20kg×10N/kg=200N，
配重块对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{200N}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=2×10⁴Pa；
（3）对配重块做的功W=Fs=230N×0.4m=92J．
答：（1）平衡力；相互作用力；
（2）拉前静止在地面上的配重块对地面的压强是2×10⁴Pa；
（3）强每次拉动拉力器的过程中对配重块所做的功是92J．

点评 此题考查压强的大小计算、功的计算，同时考查平衡力和相互作用力，关键是知道平衡力和相互作用力的区别．