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4. 如图所示的水平地面上,一个底面积为0.16 m²、重为4 000 N 的物体,在2 000 N 的水平推力作用下,8 s内匀速前进了10 m。问:
(1)物体前进的速度是多大?
(2)物体在运动过程中受到的摩擦力是多大?
(3)推力在这8 s内对物体做了多少功?
(4)物体对地面的压强是多大?
(1)物体前进的速度是多大?
(2)物体在运动过程中受到的摩擦力是多大?
(3)推力在这8 s内对物体做了多少功?
(4)物体对地面的压强是多大?
答案
(1) 物体前进的速度
$v=\frac{s}{t}=\frac{10\ \mathrm{m}}{8\ \mathrm{s}}=1. 25\ \mathrm{m/s}$。
(2) 物体在运动过程中受到的摩擦力
$F_{摩}=F_{推}=2\ 000\ \mathrm{N}$。
(3) 推力对物体做的功
$W=F_{推} s=2\ 000\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=2×10^4\ \mathrm{J}$。
(4) 物体对地面的压强
$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{4\ 000\ \mathrm{N}}{0. 16\ \mathrm{m}^2}=2. 5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
答:(1)物体前进的速度是1. 25 m/s。
(2)物体在运动过程中受到的摩擦力是2 000 N。
(3)推力在这8 s内对物体做的功是$2×10^4\ \mathrm{J}$。
(4)物体对地面的压强是$2. 5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
$v=\frac{s}{t}=\frac{10\ \mathrm{m}}{8\ \mathrm{s}}=1. 25\ \mathrm{m/s}$。
(2) 物体在运动过程中受到的摩擦力
$F_{摩}=F_{推}=2\ 000\ \mathrm{N}$。
(3) 推力对物体做的功
$W=F_{推} s=2\ 000\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=2×10^4\ \mathrm{J}$。
(4) 物体对地面的压强
$p=\frac{F}{S}=\frac{G}{S}=\frac{4\ 000\ \mathrm{N}}{0. 16\ \mathrm{m}^2}=2. 5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
答:(1)物体前进的速度是1. 25 m/s。
(2)物体在运动过程中受到的摩擦力是2 000 N。
(3)推力在这8 s内对物体做的功是$2×10^4\ \mathrm{J}$。
(4)物体对地面的压强是$2. 5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
解析
【分析】
本题考查初中力学基础公式的应用，需根据每个问题对应的物理规律逐步推导：
1. 求物体前进的速度，利用速度公式$v=\frac{s}{t}$，已知路程和时间，直接代入计算；
2. 物体匀速运动时，水平方向受力平衡，推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，据此求摩擦力；
3. 推力做功利用功的公式$W=Fs$，已知推力大小和物体在推力方向移动的距离，代入计算；
4. 水平地面上的物体对地面的压力等于自身重力，利用压强公式$p=\frac{F}{S}$（此处压力$F$等于重力$G$），代入重力和底面积计算压强。
【解析】
(1) 根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，已知$s=10\ \mathrm{m}$，$t=8\ \mathrm{s}$，则：
$v=\frac{10\ \mathrm{m}}{8\ \mathrm{s}}=1.25\ \mathrm{m/s}$；
(2) 物体匀速前进，水平方向受力平衡，摩擦力与推力大小相等，故：
$F_{摩}=F_{推}=2000\ \mathrm{N}$；
(3) 根据功的计算公式$W=F_{推}s$，代入$F_{推}=2000\ \mathrm{N}$，$s=10\ \mathrm{m}$，得：
$W=2000\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=2×10^4\ \mathrm{J}$；
(4) 水平地面上物体对地面的压力等于重力，即$F=G=4000\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入$F=4000\ \mathrm{N}$，$S=0.16\ \mathrm{m}^2$，得：
$p=\frac{4000\ \mathrm{N}}{0.16\ \mathrm{m}^2}=2.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) 物体前进的速度是1.25 m/s；
(2) 物体在运动过程中受到的摩擦力是2000 N；
(3) 推力在这8 s内对物体做的功是$2×10^4\ \mathrm{J}$；
(4) 物体对地面的压强是$2.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
【知识点】
速度计算、二力平衡、功和压强计算
【点评】
本题为初中力学基础计算题，考查核心公式的应用，解题关键是掌握匀速直线运动的受力平衡特点，以及水平地面上压力等于重力的规律，整体难度低，适合巩固基础。
【难度系数】
0.8
本题考查初中力学基础公式的应用，需根据每个问题对应的物理规律逐步推导：
1. 求物体前进的速度，利用速度公式$v=\frac{s}{t}$，已知路程和时间，直接代入计算；
2. 物体匀速运动时，水平方向受力平衡，推力与摩擦力是一对平衡力，大小相等，据此求摩擦力；
3. 推力做功利用功的公式$W=Fs$，已知推力大小和物体在推力方向移动的距离，代入计算；
4. 水平地面上的物体对地面的压力等于自身重力，利用压强公式$p=\frac{F}{S}$（此处压力$F$等于重力$G$），代入重力和底面积计算压强。
【解析】
(1) 根据速度公式$v=\frac{s}{t}$，已知$s=10\ \mathrm{m}$，$t=8\ \mathrm{s}$，则：
$v=\frac{10\ \mathrm{m}}{8\ \mathrm{s}}=1.25\ \mathrm{m/s}$；
(2) 物体匀速前进，水平方向受力平衡，摩擦力与推力大小相等，故：
$F_{摩}=F_{推}=2000\ \mathrm{N}$；
(3) 根据功的计算公式$W=F_{推}s$，代入$F_{推}=2000\ \mathrm{N}$，$s=10\ \mathrm{m}$，得：
$W=2000\ \mathrm{N}×10\ \mathrm{m}=2×10^4\ \mathrm{J}$；
(4) 水平地面上物体对地面的压力等于重力，即$F=G=4000\ \mathrm{N}$，根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，代入$F=4000\ \mathrm{N}$，$S=0.16\ \mathrm{m}^2$，得：
$p=\frac{4000\ \mathrm{N}}{0.16\ \mathrm{m}^2}=2.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
【答案】
(1) 物体前进的速度是1.25 m/s；
(2) 物体在运动过程中受到的摩擦力是2000 N；
(3) 推力在这8 s内对物体做的功是$2×10^4\ \mathrm{J}$；
(4) 物体对地面的压强是$2.5×10^4\ \mathrm{Pa}$。
【知识点】
速度计算、二力平衡、功和压强计算
【点评】
本题为初中力学基础计算题，考查核心公式的应用，解题关键是掌握匀速直线运动的受力平衡特点，以及水平地面上压力等于重力的规律，整体难度低，适合巩固基础。
【难度系数】
0.8
5. 如图所示,物体A的重力为10 N,滑轮重力为2 N,弹簧测力计示数为20 N。求:
(1)物体B的重力。
(2)物体A对地面的压力。
(1)物体B的重力。
(2)物体A对地面的压力。
答案
(1) 物体B的重力
$G_{B}=\frac{1}{2}×(20\ \mathrm{N}-2\ \mathrm{N})=9\ \mathrm{N}$。
(2) 物体A对地面的压力
$F_{压}=10\ \mathrm{N}-9\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$。
答: (1) 物体B的重力是9 N。
(2) 物体A对地面的压力是1 N。
$G_{B}=\frac{1}{2}×(20\ \mathrm{N}-2\ \mathrm{N})=9\ \mathrm{N}$。
(2) 物体A对地面的压力
$F_{压}=10\ \mathrm{N}-9\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$。
答: (1) 物体B的重力是9 N。
(2) 物体A对地面的压力是1 N。
解析
【分析】
要解决这道题，需分两步受力分析：首先，明确图中滑轮为动滑轮，弹簧测力计的示数等于滑轮受到的向上拉力，滑轮静止时受力平衡，向上的拉力等于向下的总力（滑轮重力加两段绳子的拉力），同一根绳子拉力相等，等于物体B的重力，据此求B的重力；其次，分析物体A的受力，A静止在地面，受力平衡，其重力等于绳子对A的拉力（等于B的重力）加上地面对A的支持力，A对地面的压力与地面对A的支持力是相互作用力，大小相等，据此求A对地面的压力。
【解析】
(1) 对动滑轮受力分析：动滑轮静止，受力平衡，向上的弹簧测力计拉力$F_{示}=20\ \mathrm{N}$，向下的力包括滑轮重力$G_{轮}=2\ \mathrm{N}$，以及两段绳子的拉力，每段绳子拉力等于物体B的重力$G_{B}$，因此：
$F_{示}=G_{轮}+2G_{B}$
代入数据得：$20\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}+2G_{B}$
解得：$G_{B}=\frac{20\ \mathrm{N}-2\ \mathrm{N}}{2}=9\ \mathrm{N}$
(2) 对物体A受力分析：A静止在地面，受力平衡，受到向下的重力$G_{A}=10\ \mathrm{N}$，向上的绳子拉力$F_{拉}=G_{B}=9\ \mathrm{N}$，向上的地面支持力$F_{支}$，因此：
$G_{A}=F_{拉}+F_{支}$
解得：$F_{支}=G_{A}-F_{拉}=10\ \mathrm{N}-9\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$
根据力的作用是相互的，A对地面的压力$F_{压}=F_{支}=1\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) 物体B的重力是9 N；(2) 物体A对地面的压力是1 N。
【知识点】
动滑轮受力分析、二力平衡、压力与相互作用力
【点评】
本题考查受力平衡的应用，关键是正确分析动滑轮和物体A的受力，理解同一根绳子拉力相等及相互作用力的特点，属于基础力学题，需掌握受力分析的基本方法。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需分两步受力分析：首先，明确图中滑轮为动滑轮，弹簧测力计的示数等于滑轮受到的向上拉力，滑轮静止时受力平衡，向上的拉力等于向下的总力（滑轮重力加两段绳子的拉力），同一根绳子拉力相等，等于物体B的重力，据此求B的重力；其次，分析物体A的受力，A静止在地面，受力平衡，其重力等于绳子对A的拉力（等于B的重力）加上地面对A的支持力，A对地面的压力与地面对A的支持力是相互作用力，大小相等，据此求A对地面的压力。
【解析】
(1) 对动滑轮受力分析：动滑轮静止，受力平衡，向上的弹簧测力计拉力$F_{示}=20\ \mathrm{N}$，向下的力包括滑轮重力$G_{轮}=2\ \mathrm{N}$，以及两段绳子的拉力，每段绳子拉力等于物体B的重力$G_{B}$，因此：
$F_{示}=G_{轮}+2G_{B}$
代入数据得：$20\ \mathrm{N}=2\ \mathrm{N}+2G_{B}$
解得：$G_{B}=\frac{20\ \mathrm{N}-2\ \mathrm{N}}{2}=9\ \mathrm{N}$
(2) 对物体A受力分析：A静止在地面，受力平衡，受到向下的重力$G_{A}=10\ \mathrm{N}$，向上的绳子拉力$F_{拉}=G_{B}=9\ \mathrm{N}$，向上的地面支持力$F_{支}$，因此：
$G_{A}=F_{拉}+F_{支}$
解得：$F_{支}=G_{A}-F_{拉}=10\ \mathrm{N}-9\ \mathrm{N}=1\ \mathrm{N}$
根据力的作用是相互的，A对地面的压力$F_{压}=F_{支}=1\ \mathrm{N}$
【答案】
(1) 物体B的重力是9 N；(2) 物体A对地面的压力是1 N。
【知识点】
动滑轮受力分析、二力平衡、压力与相互作用力
【点评】
本题考查受力平衡的应用，关键是正确分析动滑轮和物体A的受力，理解同一根绳子拉力相等及相互作用力的特点，属于基础力学题，需掌握受力分析的基本方法。
【难度系数】
0.5
