Question

【題目】為了將放置在水平地面上重G=100N的重物提升到高處。小明設計了如圖甲所示的滑輪組裝置。當小明用如圖乙所示隨時間變化的豎直向下拉力F拉繩時，重物的速度v和上升的高度h隨時間t變化的關系圖象分別如圖丙和丁所示。若重物與地面的接觸面積S=5×10-2m2，不計摩擦，繩對滑輪的拉力方向均可看成在豎直方向。（已知小明的質(zhì)量為60kg，每只鞋與地面的有效接觸面積為200cm2）下列說法正確的是

A. 在2-3s內(nèi)，拉力F的功率P=300WB. 在1-2s內(nèi)，拉力F所做的功W=187.5J

C. 在0-1s內(nèi)，小明對地面的壓強p1=1.425×104PaD. 在0-1s內(nèi)，重物對地面的壓強p2=800Pa

Answer 1

【答案】ABC

【解析】

A、由圖象可知，在2～3s內(nèi)，重物做勻速運動，v1=2.50m/s，拉力F1=40N，因為連接動滑輪的繩子有三根，所以拉力F的作用點下降的距離是重物上升高度h1的3倍。拉力F的功率P==F1v2=40N×3×2.5m/s=40N×7.5m/s=300W，故A正確；

B、在1～2s內(nèi)，拉力F2=50N，重物上升高度h=1.25m，拉力通過的距離s=3h=3×1.25m=3.75m，拉力F所做的功W=F2s=50N×3.75m=187.5J，故B正確；

C、人的重力G人=m人g=60kg×10N/kg=600N，動滑輪的重力：G動=3F1-G=3×40N-100N=20N，在0～1s內(nèi)，拉力F3=30N，取人為研究對象，人受到向下的重力G人、地面對人向上的支持力F支1以及繩子向上的拉力F3三個力的作用處于靜止狀態(tài)；由于力的作用是相互的，所以人對地面的壓力F1=F支1= G人-F3=600N-30N=570N，小明對地面的壓強p1==1.425×104Pa，故C正確；

D、在0～1s內(nèi)，拉力F3=30N，取動滑輪和重物為研究對象，受到向下的重力G和G動，向上的支持力F支2以及三根繩子向上的拉力3F3的作用處于靜止狀態(tài)，地面對重物的支持力F支1=G+G動-3F3=100N+20N-3×30N=30N，由于力的作用是相互的，所以重物對地面的壓力F2=F支2=30N，重物對地面的壓強p2==600Pa，故D錯誤。