Question

【題目】如圖所示，一個邊長為20cm的正方體木塊重200N，前進過程中所受的摩擦力為40N，求：
（1）木塊對地面產生的壓強是多大？
（2）不考慮滑輪的自重和摩擦，木塊勻速前進2m時，拉力F做了多少功？
（3）如果這個裝置的機械效率是80%，拉力Fˊ的大小等于多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：木塊對地面的壓力F=G=200N； 正方體木塊的底面積s=a2=（0.2m）2=0.04 m2

則地面受到的壓強：

p= = =5×103Pa；

答：木塊對地面產生的壓強是5×103Pa；

（2）解：不考慮滑輪的自重和摩擦，W總=W有；即Fs繩=F拉s物

木塊勻速前進，繩子拉物體的力與物體受的摩擦力平衡相等，

則拉力F做的功：

W總=Fs繩=fsS物=40N×2 m=80J；

答：不考慮滑輪的自重和摩擦，木塊勻速前進2m時，拉力F做了80J功；

（3）解：已知η=80%，物體所受摩擦力不變，此時F拉=f=40N

由η= = = 可得拉力：

F′= = =25N．

答：拉力F′的大小等于25N．

【解析】（1）已知正方體的邊長可求得其面積，正方體木塊靜止在地面上，對地面的壓力等于其重力，然后利用p= 可求得木塊對地面產生的壓強；（2）不考慮滑輪的自重和摩擦，根據功的原理可知，克服摩擦做的功即為拉力做的功；（3）克服摩擦做的功為有用功，根據η= = = 求出拉力大小．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用壓強的大小及其計算和功的計算的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）；功的計算公式：W = F S；F 表示力，單位：牛( N ) ． S 表示距離，單位：米（m）W表示功， 功的單位就是牛· 米 ． 叫作焦耳．即：1 J = 1N·m．