Question

【題目】如圖甲所示，長、寬、高分別為40cm、20cm、10cm，質量為6kg的長方體物體靜止在水平地面上，現用圖乙所示的滑輪組在5s內將物體M勻速提升2m，動滑輪重20N，不計繩重及滑輪摩擦．（水的密度為l.0×103kg/m3，g取10N/kg）．求：

（l）當物體M靜止豎放在水平地面時，它對地面的壓力和對地面的最大壓強分別是多少？

（2）繩端拉力F的功率是多少？

（3）若將物體M放入足夠多的水中，則靜止時受到的浮力是多少？

Answer 1

【答案】（1）60N；3×103Pa；（2）32W；（3）60N

【解析】

（1）．物體的重力

G=mg=6kg×10N/kg=60N，

當物體M靜止豎放在水平地面時，它對地面的壓力

F壓=G =60N，

受力面積最小，壓強最大；此時壓強為：

p最大==3×103Pa；

（2）．滑輪組的動滑輪繞2段繩，不計繩重及滑輪摩擦，拉力

F=（G+G動）=×（60N+20N）=40N，

物體上升的速度

v==0.4m/s，

繩子自由端的速度

v繩=2v=2×0.4m/s=0.8m/s，

繩端拉力F的功率

P=F v繩=40N×0.8m/s=32W；

（3）．物體的密度

ρ==0.75×103kg/m3，

因為ρ＜ρ水，所以物體放入足夠多的水中，靜止時漂浮，受到的浮力

F浮=G=60N。

答：（1）．它對地面的壓力是60N，對地面的最大壓強分別是3×103Pa；

（2）．繩端拉力F的功率是32W；

（3）．若將物體M放入足夠多的水中，則靜止時受到的浮力是60N。