Question

18．如圖所示，不計(jì)滑輪重及摩擦，物體M為邊長(zhǎng)4cm、質(zhì)量0.5千克的正方體，現(xiàn)用甲乙兩種方法拉動(dòng)它在相同的水平地面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，并使物體以相等速度移動(dòng)相同的距離．若所用拉力分別是F₁、F₂，兩個(gè)力的作用點(diǎn)移動(dòng)速度分別為V₁、V₂．則
（1）物體M放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)為3125帕；
（2）在運(yùn)動(dòng)過(guò)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(shí)對(duì)地面的壓力等于其重力，然后利用壓強(qiáng)公式計(jì)算物體M放在水平地面上時(shí)對(duì)地面的壓強(qiáng)；
（2）物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(dòng)滑輪的工作特點(diǎn)，分別求出F₁、F₂，即可比較其大��；根據(jù)動(dòng)滑輪和定滑輪的特點(diǎn)判斷出速度和距離的關(guān)系．

解答 解：
（1）物體M放在水平地面上時(shí)對(duì)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(duì)地面的壓強(qiáng)：p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5N}{1.6×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=3125Pa；
（2）由題意可知，物體M對(duì)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(shè)物體與水平面的摩擦力為f，物體移動(dòng)的速度為v₀；
甲圖中的滑輪為動(dòng)滑輪，不計(jì)滑輪重及摩擦，因?yàn)閯?dòng)滑輪相當(dāng)于一個(gè)動(dòng)力臂是阻力臂2倍的杠桿，所以省一半的力，但是多費(fèi)1倍的距離，所以，根據(jù)二力平衡可得此時(shí)的拉力F₁=$\frac{1}{2}$f，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)的速度v₁=2v₀．
乙圖中的滑輪為動(dòng)滑輪，不計(jì)滑輪重及摩擦，但拉力的作用點(diǎn)在動(dòng)滑輪的軸上，此時(shí)滑輪是一個(gè)費(fèi)力杠桿，多費(fèi)1倍的力，省一半的距離，因此F₂=2f，拉力的作用點(diǎn)移動(dòng)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(diǎn)評(píng) 此題考查的知識(shí)點(diǎn)是滑輪組繩子拉力的計(jì)算以及拉力作用點(diǎn)移動(dòng)的速度和距離，解答此題的關(guān)鍵是首先分清定滑輪和動(dòng)滑輪，然后再根據(jù)其工作特點(diǎn)作出判斷．