Question

5．如图所示，一个边长为10cm、重4N的正方体木块，挂在一弹簧测力计下，处于静止状态．请你完成下列问题：
（1）画出弹簧测力计下的木块所受力的示意图；
（2）两个物体间力的作用是相互的，当把其中的一个力称为作用力时，另一个力就叫做反作用力．牛顿第三定律告诉我们：两个物体之间的作用力与反作用力总是大小相等，方向相反，作用在同一条直线上．如图所示弹簧测力计的示数F'（即弹簧所受木块的拉力）等于木块所受重力G的大小，即F'=G． 请你依据牛顿第三定律和二力平衡的条件对此加以证明；
（3）当把该木块从弹簧测力计上取下，放在1m²的水平桌面上时，木块对桌面的压强．

Answer 1

分析 （1）分析物体的受力情况，画出受力地示意图；
（2）先根据处于静止状态或匀速直线运动状态的物体受到平衡力作用，分析物体A在水平方向所受的拉力和摩擦力是一对平衡力；然后再利用作用力与反作用力的关系，分析弹簧测力计对物体A的拉力与物体A对弹簧测力计的拉力是一对相互作用力，根据平衡力大小的特点、相互作用力大小的特点以及利用等效替代法进行证明；
（3）物体的对桌面的压力大小等于重力大小，求出受力面积大小，由压强公式求解．

解答 解：（1）木块受竖直向下的重力和竖直向上拉力的作用，如下所示：

（2）证明：因为物体A处于静止状态，物体A在竖直方向上受到拉力和重力是一对平衡力，所以弹簧测力计对物体的拉力等于物体所受重力力，即F=G；
而测力计对物体A的拉力F与物体A对测力计拉力F′是一对作用力与反作用力，由牛顿第三定律可知：F=F′，所以F′=G．
（3）重4N的正方体木块，对桌面的压力 F=G=4N，
受力面积S=0.1m×0.1m=0.01m²，
放在1m²的水平桌面上时，
木块对桌面的压强：
p=$\frac{F}{S}=\frac{4N}{0.01{m}^{2}}$=400Pa．
答：（1）如上图所示；（2）如上所示；（3）木块对桌面的压强为400Pa．

点评 本题考查力的示意图画法、力的作用相互性和二力平衡的知识及压强的计算．