Question

18．如圖所示，不計滑輪重及摩擦，物體M為邊長4cm、質(zhì)量0.5千克的正方體，現(xiàn)用甲乙兩種方法拉動它在相同的水平地面上做勻速直線運動，并使物體以相等速度移動相同的距離．若所用拉力分別是F₁、F₂，兩個力的作用點移動速度分別為V₁、V₂．則
（1）物體M放在水平地面上時對地面的壓強為3125帕；
（2）在運動過程中，F(xiàn)₁：F₂=1：4，V₁：V₂=4：1．

Answer 1

分析 （1）已知物體的質(zhì)量可求得其重力，物體M放在水平地面上時對地面的壓力等于其重力，然后利用壓強公式計算物體M放在水平地面上時對地面的壓強；
（2）物體在水平方向上做勻速直線運動，根據(jù)二力平衡的條件可知物體所受的拉力等于物體受到的摩擦力，然后根據(jù)定滑輪和動滑輪的工作特點，分別求出F₁、F₂，即可比較其大��；根據(jù)動滑輪和定滑輪的特點判斷出速度和距離的關系．

解答 解：
（1）物體M放在水平地面上時對地面的壓力：F=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
受力面積：S=4cm×4cm=16cm²=1.6×10^-3m²；
物體M對地面的壓強：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{1.6×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3125Pa；
（2）由題意可知，物體M對水平面的壓力不變、接觸面的粗糙程度也不變，則物體M受到的摩擦力相同，設物體與水平面的摩擦力為f，物體移動的速度為v₀；
甲圖中的滑輪為動滑輪，不計滑輪重及摩擦，因為動滑輪相當于一個動力臂是阻力臂2倍的杠桿，所以省一半的力，但是多費1倍的距離，所以，根據(jù)二力平衡可得此時的拉力F₁=$\frac{1}{2}$f，拉力的作用點移動的速度v₁=2v₀．
乙圖中的滑輪為動滑輪，不計滑輪重及摩擦，但拉力的作用點在動滑輪的軸上，此時滑輪是一個費力杠桿，多費1倍的力，省一半的距離，因此F₂=2f，拉力的作用點移動的速度v₂=$\frac{1}{2}$v₀；
綜上分析可知：
①F₁：F₂=$\frac{1}{2}$f：2f=1：4；
②v₁：v₂=2v₀：$\frac{1}{2}$v₀=4：1．
故答案為：（1）3125；（2）1：4；4：1．

點評 此題考查的知識點是滑輪組繩子拉力的計算以及拉力作用點移動的速度和距離，解答此題的關鍵是首先分清定滑輪和動滑輪，然后再根據(jù)其工作特點作出判斷．