Question

14．如圖所示，重為2×10⁴N的汽車陷入泥中，輪胎與地面的總接觸面積為0.2m²，司機用滑輪組將汽車拖出，汽車在2s內沿水平方向勻速移動了2m，這個過程中司機用3×10³N的水平拉力F將繩拉出6m．求：
（1）汽車對地面的壓強；
（2）汽車移動的速度；
（3）拉力F所做總功的功率；
（4）請你畫出符合題意的滑輪組繞線示意圖．

Answer 1

分析 （1）根據F=G可知壓力，由p=$\frac{F}{S}$求出汽車對地面的壓強；
（2）已知汽車在2s內沿水平方向勻速移動了2m，利用速度公式求解；
（3）已知這個過程中司機用3×10³N的水平拉力F將繩拉出6m，利用W=Fs可求得拉力F所做總功，然后利用P=$\frac{W}{t}$可求得功率；
（4）滑輪組的繞法要求最省力，就要求承擔物體重力繩子股數(shù)要最多，且向右拉繩子，同時考慮這兩個方面畫出滑輪組最省力的繞法．

解答 解：（1）F=G=2×10⁴N
汽車對地面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{2×1{0}^{4}N}{0.2{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（2）汽車移動的速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{2m}{2s}$=1m/s；
（3）拉力F所做總功W=Fs=3×10³N×6m=1.8×10⁴J，
功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1.8×1{0}^{4}J}{2s}$=9×10³W；
（4）由圖可以看出，繩子的拉動方向應向右，因此確定自由端的繩子，然后依次繞線．如圖所示：

答：（1）汽車對地面的壓強為1×10⁵Pa；
（2）汽車移動的速度為1m/s；
（3）拉力F所做總功的功率為9×10³W；
（4）見上圖．

點評 本題考查了速度、壓強、功和功率的計算，同時還考查了滑輪組的設計與組裝，考查的很全面．