Question

18．某人用如图所示的滑轮组，在20s内将一个重为600N的物体，沿着水平地面匀速拉动了4m．拉力F做功为1440J，物体与地面的接触面积为0.4m²，物体移动时受地面的摩擦力为350N．不计绳重及机械的摩擦．试求：
（1）物体对地面的压强是多少？
（2）拉力F做功的功率是多少？
（3）拉力F的大小是多少？
（4）动滑轮的重力是多少？

Answer 1

分析 （1）物体对地面的压力和自身的重力相等，根据p=$\frac{F}{S}$求出物体对地面的压强；
（2）知道拉力F做的功和做功时间，根据P=$\frac{W}{t}$求出拉力F做功的功率；
（3）由图可知滑轮组绳子的有效股数，根据s_绳=ns_物求出绳端移动的距离，根据W=Fs求出拉力F的大小；
（4）物体匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力F_拉和摩擦力是一对平衡力，二力大小相等，不计绳重及机械的摩擦，根据F=$\frac{1}{n}$（G_动+F_拉）求出动滑轮的重力．

解答 解：（1）物体对地面的压力：
F=G=600N，
物体对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{600N}{0.4{m}^{2}}$=1500Pa；
（2）拉力F做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1440J}{20s}$=72W；
（3）由图可知，n=3，则绳端移动的距离：
s_绳=ns_物=3×4m=12m，
由W=Fs可得，拉力F的大小：
F=$\frac{W}{{s}_{绳}}$=$\frac{1440J}{12m}$=120N；
（4）因物体匀速移动时处于平衡状态，受到的拉力F_拉和摩擦力是一对平衡力，
所以，滑轮组对物体的拉力F_拉=f=350N，
不计绳重及机械的摩擦，由F=$\frac{1}{n}$（G_动+F_拉）可得，动滑轮的重力：
G_动=nF-F_拉=3×120N-350N=10N．
答：（1）物体对地面的压强是1500Pa；
（2）拉力F做功的功率是72W；
（3）拉力F的大小是120N；
（4）动滑轮的重力是10N．

点评 本题考查了压强公式、功率公式、做功公式、滑轮组绳子拉力公式的应用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等以及滑轮组公式的灵活运用是关键．