Question

如图所示，轻质硬杆K左侧与墙体相连（可自由转动，不能水平移动），右侧与A固定；长方体滑块B置于光滑水平地面上，A与B的接触面粗糙程度不变，A、B间的滑动摩擦力大小为f；人的重力为G_人，与地面的接触面积为S_人；动滑轮P的重力为G。

	0 ~ 2 s	4 ~ 6 s	8 ~ 10 s
A	相对地面静止	相对地面静止	相对地面静止
B	向左匀速直线运动	向右匀速直线运动	向右匀速直线运动
C	浸没在水中， 以 2cm/s 速度匀速下降	浸没在水中， 以 4cm/s 速度匀速上升	在空中， 以 6cm/s 速度匀速上升

以2cm/s速度匀速下降  以4cm/s速度匀速上升  以6cm/s速度匀速上升在拉动过程中选取了三段时间，用表格记录了A、B、C的运动状态，图甲记录了绳对C竖直向上的拉力FC，图乙记录了人对绳竖直向下的拉力FD。

       

甲                                      乙

    在拉动过程中，B足够长，A始终没有掉下；C受水的阻力、C露出水面后表面附着的水的质量忽略不计；运动中空气阻力不计；细绳的质量、滑轮与轴的摩擦忽略不计；绳或竖直或水平，不可伸缩且长度足够。求：（1）在4 ~ 6 s内，杆K对A作用力的方向，并简述理由。扬州大学附属中学东部分校姜雪峰编制

    （2）在0 ~ 2 s内，人对地面的压强p人为多少？（用字母F、f、S_人、G、 G_人表示）

    在4 ~ 6 s内人对地面的压强比0 ~ 2 s减小了多少？（用字母f、S_人表示）

    （3）若C的重力G_C=40N， F₃= 2 F₁， 且 F₃′∶F₂′∶F₁′= 3∶2∶1，则C在0 ~ 2 s内所受的浮力为多少？人在8 ~ 10 s内做功的功率为多少？

Answer 1

解：（1）A受到杆K的作用力FK向左。因为在4~6 s内，A相对于B向左运动，可知B对A摩擦力f ′向右，A处于静止状态，水平方向必定受平衡力作用，所以F_K向左。 (方向和理由都正确得1分，只答方向不给分)

（3）以C为研究对象：

在 8 ~ 10 s内有F₃= G_C= 40 N ∴F₁= F₃/2=20N

在 0 ~ 2 s内有F₁+F_浮= G_C ∴F_浮= 20 N （1分）

以B 为研究对象：

在4 ~ 6 s内有 F₁+ f = 2 F₂′－ G_P

在8 ~ 10 s内有F₃+ f = 2 F₃′－ G_P

∴F₃－F₁= 2（F₃′－ F₂′）= 2 F₃′/3

∴F₃′=30N (1分)

在8 ~ 10 s内，人做功的功率：

P = F₃′v = 30N×0.12m/s = 3.6 W （1分）

评分意见：其它解法，参照本标准给分