Question

起重机钢绳的拉力为6╳10⁴N的时候，能把重物竖直向上匀速提起，上升速度为0.4m/s．
①若使重物以0.2m/s的速度匀速下降，钢绳对重物的拉力大小是多少N？
②若重物在下降过程中停下来保持静止不动，此时钢绳对重物的拉力大小是多少N？
③重物所受的合力大小是多少N？

Answer 1

解：由于物体处于静止状态或匀速直线运动状态时，不论速度大小如何，在竖直方向上，拉力与重力是一对平衡力，即大小相等；所以，当重物以0.2米/秒的速度匀速下降时，钢丝绳对重物的拉力大小与其重力相等，即是6×10⁴牛；如果重物保持静止不动时，钢绳对重物的拉力也与其重力相等，即是6×10⁴牛；由于重物所受的拉力与重物的重量相等，所以据同一直线上方向相反的两个力的合力的求解方法知，此时重物所受的合力为0．
答：①若使重物以0.2m/s的速度匀速下降，钢绳对重物的拉力大小是6×10⁴牛．②若重物在下降过程中停下来保持静止不动，此时钢绳对重物的拉力大小是6×10⁴牛；③重物所受的合力大小是0．
分析：（1）重物在力的作用下处于静止状态或匀速直线运动状态时，钢索中的拉力和重力是一对平衡力，其匀速运动的速度发生变化，但其所处的状态是不变的，即用二力平衡的知识分析即可解决；
（2）同一直线上两个力的合力是这样计算的：方向相同时，其合力等于两力之和，方向与两力方向相同；方向相反时，其合力等于大力减去小力，其方向与大力方向相同．
点评：此题主要考查学生对二力平衡条件的应用的理解和掌握，根据二力平衡的条件，我们首先可以判断一个物体是否受平衡力的作用；还可以根据一个力的大小和方向判断另一个力的大小和方向．