如圖,小女孩質量50kg,腳與地的接觸面積為400cm2,AB=OB,小女孩將邊長為0.1m,密度為8×103...
問題詳情:
如圖,小女孩質量50kg,腳與地的接觸面積為400cm2,AB=OB,小女孩將邊長為0.1m,密度為8×103kg/m3的正方體在20s內勻速提高了0.2m,(不計槓桿重、滑輪重和摩擦,g取10牛/千克).求:
(1)小女孩所用拉力是多少?
(2)繩子自由端移動的距離是多少?
(3)小女孩拉動繩子的過程中,對地面的壓強是多少?
【回答】
(1)13.3N.(2)1.2m.(3)1.2×104Pa.
【解析】
解答:(1)正方體的體積:V=a3=(0.1m)3=0.001m3,正方體的質量:m=ρV=8×103kg/m3×0.001m3=8kg,正方體的重力:G=mg=8kg×10N/kg=80N.根據槓桿平衡條件F1L1=F2L2得,∴OB×80N=FA×OA,∴OB×80N=FA×2OB,∴FA=40N.
用滑輪組提升物體時,不計滑輪重和摩擦,∴小孩對繩子的拉力:FC=FA=×40N=13.3N.(2)重80N的正方體勻速提高了0.2m,不計槓桿重和摩擦,根據功的原理得,G•h=FA•h',∴80N×0.2m=40N×h',∴槓桿A端升高的距離:h'=0.4m.滑輪組有3段繩子承擔,所以繩子自由端移動的距離是:s=3h'=3×0.4m=1.2m.(3)小孩對繩子的拉力是13.3N,物體間力的作用是相互的,繩子給小孩一個向上的13.3N的拉力作用,小孩在豎直方向上受到豎直向上的拉力、地面豎直向上是支持力、重力作用,這三個力是平衡力,所以,小孩受到地面向上的支持力為:F支=G人-FC=m小孩g-FC=50kg×10N/kg-13.3N=486.7N.根據物體間力的作用是相互的,所以小孩對地面的壓力為:F壓=F支=486.7N,小孩對地面的壓強:p===1.2×104Pa.
點睛:第三小題較難:知道小孩對繩子的拉力,根據物體間力的作用是相互的,求出繩子對小孩的拉力,分析小孩的受到情況,求出地面對小孩的支持力,求出小孩對地面的壓力,知道受力面積,求出小孩對地面的壓強.
知識點:力
題型:計算題