Question

5．如圖所示，一個邊長為10cm、重4N的正方體木塊，掛在一彈簧測力計下，處于靜止狀態(tài)．請你完成下列問題：
（1）畫出彈簧測力計下的木塊所受力的示意圖；
（2）兩個物體間力的作用是相互的，當把其中的一個力稱為作用力時，另一個力就叫做反作用力．牛頓第三定律告訴我們：兩個物體之間的作用力與反作用力總是大小相等，方向相反，作用在同一條直線上．如圖所示彈簧測力計的示數(shù)F'（即彈簧所受木塊的拉力）等于木塊所受重力G的大小，即F'=G． 請你依據(jù)牛頓第三定律和二力平衡的條件對此加以證明；
（3）當把該木塊從彈簧測力計上取下，放在1m²的水平桌面上時，木塊對桌面的壓強．

Answer 1

分析 （1）分析物體的受力情況，畫出受力地示意圖；
（2）先根據(jù)處于靜止狀態(tài)或勻速直線運動狀態(tài)的物體受到平衡力作用，分析物體A在水平方向所受的拉力和摩擦力是一對平衡力；然后再利用作用力與反作用力的關系，分析彈簧測力計對物體A的拉力與物體A對彈簧測力計的拉力是一對相互作用力，根據(jù)平衡力大小的特點、相互作用力大小的特點以及利用等效替代法進行證明；
（3）物體的對桌面的壓力大小等于重力大小，求出受力面積大小，由壓強公式求解．

解答 解：（1）木塊受豎直向下的重力和豎直向上拉力的作用，如下所示：

（2）證明：因為物體A處于靜止狀態(tài)，物體A在豎直方向上受到拉力和重力是一對平衡力，所以彈簧測力計對物體的拉力等于物體所受重力力，即F=G；
而測力計對物體A的拉力F與物體A對測力計拉力F′是一對作用力與反作用力，由牛頓第三定律可知：F=F′，所以F′=G．
（3）重4N的正方體木塊，對桌面的壓力 F=G=4N，
受力面積S=0.1m×0.1m=0.01m²，
放在1m²的水平桌面上時，
木塊對桌面的壓強：
p=$\frac{F}{S}=\frac{4N}{0.01{m}^{2}}$=400Pa．
答：（1）如上圖所示；（2）如上所示；（3）木塊對桌面的壓強為400Pa．

點評 本題考查力的示意圖畫法、力的作用相互性和二力平衡的知識及壓強的計算．