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8. (★★★)如图 9.3 - 9 所示，竖直固定的弹簧测力计下端挂一个滑轮组，已知每个滑轮重均为$2N$，滑轮组下端挂有重为$40N$的物体$B$，绳子末端通过定滑轮沿水平方向与物体$A$相连，物体$A$在绳子的水平拉力作用下以$0.3m/s$的速度向右做匀速直线运动，不计绳重及滑轮的摩擦，$g$取$10N/kg$。求：
(1)弹簧测力计的示数。
(2)$10s$内绳子对物体$A$做的功。
(1)弹簧测力计的示数。
(2)$10s$内绳子对物体$A$做的功。
答案
解：
(1) 由图可知，滑轮组中承担物体B和动滑轮的绳子段数 n=3 ，不计绳重及摩擦，绳子拉力：
$ F = \frac {G_{B} + G_{动}}{3} = \frac {40\ \mathrm {N} + 2\ \mathrm {N}}{3} = 14\ \mathrm {N} $
弹簧测力计的示数等于定滑轮重力加上两段绳子的拉力：
$ F_{示} = 2F + G_{定} = 2 × 14\ \mathrm {N} + 2\ \mathrm {N} = 30\ \mathrm {N} $
$ (2) 10\ \mathrm {s} $内物体A移动的路程：
$ s = v_{A} t = 0.3\ \mathrm {m/s} × 10\ \mathrm {s} = 3\ \mathrm {m} $
绳子对物体A做的功：
$ W = Fs = 14\ \mathrm {N} × 3\ \mathrm {m} = 42\ \mathrm {J} $
答：
(1) 弹簧测力计的示数为$14\ \mathrm {N}$；
$ (2) 10\ \mathrm {s} $内绳子对物体A做的功为$42\ \mathrm {J}$。
(1) 由图可知，滑轮组中承担物体B和动滑轮的绳子段数 n=3 ，不计绳重及摩擦，绳子拉力：
$ F = \frac {G_{B} + G_{动}}{3} = \frac {40\ \mathrm {N} + 2\ \mathrm {N}}{3} = 14\ \mathrm {N} $
弹簧测力计的示数等于定滑轮重力加上两段绳子的拉力：
$ F_{示} = 2F + G_{定} = 2 × 14\ \mathrm {N} + 2\ \mathrm {N} = 30\ \mathrm {N} $
$ (2) 10\ \mathrm {s} $内物体A移动的路程：
$ s = v_{A} t = 0.3\ \mathrm {m/s} × 10\ \mathrm {s} = 3\ \mathrm {m} $
绳子对物体A做的功：
$ W = Fs = 14\ \mathrm {N} × 3\ \mathrm {m} = 42\ \mathrm {J} $
答：
(1) 弹簧测力计的示数为$14\ \mathrm {N}$；
$ (2) 10\ \mathrm {s} $内绳子对物体A做的功为$42\ \mathrm {J}$。
解析
【解析】
(1) 由图可知，滑轮组中承担物体B和动滑轮的绳子段数$n=3$，不计绳重及摩擦，绳子拉力：
$F = \frac{G_{B} + G_{动}}{3} = \frac{40\ \mathrm{N} + 2\ \mathrm{N}}{3} = 14\ \mathrm{N}$
弹簧测力计的示数等于定滑轮重力与两段绳子拉力之和：
$F_{示} = 2F + G_{定} = 2×14\ \mathrm{N} + 2\ \mathrm{N} = 30\ \mathrm{N}$
(2) 计算$10s$内物体A移动的路程：
$s = v_{A}t = 0.3\ \mathrm{m/s}×10\ \mathrm{s} = 3\ \mathrm{m}$
绳子对物体A做的功：
$W = Fs = 14\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m} = 42\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{30\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{42\ \mathrm{J}}$
【知识点】
滑轮组拉力计算、功的计算
【点评】
本题考查滑轮组的综合应用，需明确滑轮组的受力情况，掌握拉力和功的计算公式，对学生的受力分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
(1) 由图可知，滑轮组中承担物体B和动滑轮的绳子段数$n=3$，不计绳重及摩擦，绳子拉力：
$F = \frac{G_{B} + G_{动}}{3} = \frac{40\ \mathrm{N} + 2\ \mathrm{N}}{3} = 14\ \mathrm{N}$
弹簧测力计的示数等于定滑轮重力与两段绳子拉力之和：
$F_{示} = 2F + G_{定} = 2×14\ \mathrm{N} + 2\ \mathrm{N} = 30\ \mathrm{N}$
(2) 计算$10s$内物体A移动的路程：
$s = v_{A}t = 0.3\ \mathrm{m/s}×10\ \mathrm{s} = 3\ \mathrm{m}$
绳子对物体A做的功：
$W = Fs = 14\ \mathrm{N}×3\ \mathrm{m} = 42\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{30\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{42\ \mathrm{J}}$
【知识点】
滑轮组拉力计算、功的计算
【点评】
本题考查滑轮组的综合应用，需明确滑轮组的受力情况，掌握拉力和功的计算公式，对学生的受力分析能力有一定要求。
【难度系数】
0.5
拓展创新
按照科学定义理解物理概念
物理概念是物理知识的基础，准确理解物理概念是进一步学好物理规律的前提。物理概念是对物理现象的概括和抽象，物理概念的建立是运用科学的方法对大量物理现象的总结。因此，物理概念本身就是科学知识，很多概念都有严格的定义。例如功的概念，功是对一个力而言的，只有一个物体在这个力的作用下，在力的方向上前进一段距离，这个力才对物体做功，它与我们日常生活中的“工作”“功劳”完全不同。一个人提着一个提包沿水平方向前进了一段距离，从日常观念来讲，这个人是有功劳的，但从功的定义来讲，人对提包并没有做功，因为人对提包的力是竖直向上的，而提包移动的距离是水平的。因此，我们不能用日常观念来代替科学概念。
在学习物理过程中，还有哪些日常观念与物理概念不相同？试着举例，再与同学交流一下。
按照科学定义理解物理概念
物理概念是物理知识的基础，准确理解物理概念是进一步学好物理规律的前提。物理概念是对物理现象的概括和抽象，物理概念的建立是运用科学的方法对大量物理现象的总结。因此，物理概念本身就是科学知识，很多概念都有严格的定义。例如功的概念，功是对一个力而言的，只有一个物体在这个力的作用下，在力的方向上前进一段距离，这个力才对物体做功，它与我们日常生活中的“工作”“功劳”完全不同。一个人提着一个提包沿水平方向前进了一段距离，从日常观念来讲，这个人是有功劳的，但从功的定义来讲，人对提包并没有做功，因为人对提包的力是竖直向上的，而提包移动的距离是水平的。因此，我们不能用日常观念来代替科学概念。
在学习物理过程中，还有哪些日常观念与物理概念不相同？试着举例，再与同学交流一下。
答案
示例：①日常中常说“物体的重量”，实际物理中“重量”指重力，而“质量”是物体所含物质的多少，二者概念不同；②日常说“汽车速度快”，常指速率大小，物理中速度是矢量，包含大小和方向；③日常说“物体受到惯性”，物理中是物体具有惯性，惯性是物体的固有属性，不是力，不能说“受到惯性”。
解析
【解析】
物理概念具有严谨的科学定义，与日常观念存在明显差异，需依据物理概念的本质区分日常认知与科学定义的不同，以下为具体示例分析：
1. 日常所说“物体的重量”，在物理中“重量”实际指重力，而“质量”是物体所含物质的多少，二者物理意义完全不同；
2. 日常说“汽车速度快”通常仅指速率大小，物理中速度是矢量，包含大小和方向两个要素；
3. 日常表述“物体受到惯性”是错误的，物理中惯性是物体的固有属性，不是力，正确表述应为“物体具有惯性”。
【答案】
示例：①日常中常说“物体的重量”，实际物理中“重量”指重力，而“质量”是物体所含物质的多少，二者概念不同；②日常说“汽车速度快”，常指速率大小，物理中速度是矢量，包含大小和方向；③日常说“物体受到惯性”，物理中是物体具有惯性，惯性是物体的固有属性，不是力，不能说“受到惯性”。
【知识点】
物理概念辨析、惯性概念、速度的矢量性
【点评】
本题引导学生区分日常经验与科学物理概念，帮助学生树立严谨的科学思维，避免用日常观念替代物理科学定义，深化对物理概念本质的理解，同时培养学生的知识迁移与应用能力。
【难度系数】
0.6
物理概念具有严谨的科学定义，与日常观念存在明显差异，需依据物理概念的本质区分日常认知与科学定义的不同，以下为具体示例分析：
1. 日常所说“物体的重量”，在物理中“重量”实际指重力，而“质量”是物体所含物质的多少，二者物理意义完全不同；
2. 日常说“汽车速度快”通常仅指速率大小，物理中速度是矢量，包含大小和方向两个要素；
3. 日常表述“物体受到惯性”是错误的，物理中惯性是物体的固有属性，不是力，正确表述应为“物体具有惯性”。
【答案】
示例：①日常中常说“物体的重量”，实际物理中“重量”指重力，而“质量”是物体所含物质的多少，二者概念不同；②日常说“汽车速度快”，常指速率大小，物理中速度是矢量，包含大小和方向；③日常说“物体受到惯性”，物理中是物体具有惯性，惯性是物体的固有属性，不是力，不能说“受到惯性”。
【知识点】
物理概念辨析、惯性概念、速度的矢量性
【点评】
本题引导学生区分日常经验与科学物理概念，帮助学生树立严谨的科学思维，避免用日常观念替代物理科学定义，深化对物理概念本质的理解，同时培养学生的知识迁移与应用能力。
【难度系数】
0.6
