Question

15． 一輛質(zhì)量為1200kg的汽車陷入泥坑，用圖中所示的滑輪組繞線后將汽車拖出．在此過程中人所用的水平拉力F是600N，10s內(nèi)汽車沿水平方向勻速直線運(yùn)動4m，從滑輪組中拉出繩端的移動距離為12m．
（1）在圖中，畫出符合上述使用要求的滑輪組繞線及所用拉力F示意圖．
（2）如汽車輪胎與水平泥地的總接觸面積是0.12m²，則汽車對泥地的壓強(qiáng)是多少？
（3）拉力F做功的功率是多少？

Answer 1

分析 （1）知道繩端移動的距離和汽車移動的距離，根據(jù)s_繩=ns_車求出繩子的有效股數(shù)，根據(jù)“動奇定偶”確定滑輪組的纏繞方式；
（2）汽車對泥地的壓力等于自身的重力，根據(jù)F=G=mg求出其大小，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出汽車對泥地的壓強(qiáng)；
（3）知道拉力的大小和繩端移動的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力F做的功，再根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出拉力F做功的功率．

解答 解：（1）由s_繩=ns_車可得，滑輪組繩子的有效股數(shù)：
n=$\frac{{s}_{繩}}{{s}_{車}}$=$\frac{12m}{4m}$=3，
由“動奇定偶”可知，滑輪組繩子從動滑輪開始纏繞如下圖所示：

（2）汽車對泥地的壓力：
F=G=mg=1200kg×10N/kg=12000N，
汽車對泥地的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{12000N}{0.12{m}^{2}}$=1×10⁵Pa；
（3）拉力F做的功：
W=Fs_繩=600N×12m=7200J，
拉力F做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{7200J}{10s}$=720W．
答：（1）如上圖所示；
（2）汽車對泥地的壓強(qiáng)是1×10⁵Pa；
（3）拉力F做功的功率是720W．

點(diǎn)評 本題考查了滑輪組的纏繞方式和力的示意圖以及壓強(qiáng)、功率的計(jì)算，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等．