Question

14．如图所示，用60N的拉力将10kg的正方形木箱沿水平地面拉上斜面，拉力方向和木箱运动方向始终一致，水平移动距离和斜面移动距离均为10m．（g取10N/kg）
（1）在图上画出木箱在斜面上受到的重力，和对斜面的压力．
（2）木箱边长为0.1m，求木箱对水平地面的压强多大？
（3）木箱从水平面到斜面顶端移动过程中，拉力共做多少功？
（4）水平移动用了10s，斜面移动用了6s，木箱移动平均速度多少？

Answer 1

分析 （1）重力的方向是竖直向下的，作用点在其重心上，重力的表示符号为G．
确定压力的作用点，即压力是接触面受到的力，因此作用点在斜面上，然后根据压力与接触面垂直的关系确定压力的方向；
（2）根据木箱边长求出其面积，已知质量可求得其重力，此时木箱对水平地面的压力等于其重力，再利用压强公式即可求得木箱对水平地面的压强；
（3）已知水平移动距离和斜面移动距离，利用W=Fs可求得拉力共做多少功；
（4）根据水平移动用了10s，斜面移动用了6s，可知木箱移动时间，利用v=$\frac{s}{t}$可求得木箱移动平均速度．

解答 解：（1）过物体的重心作竖直向下的力，即重力；物体对斜面的压力的作用点在物体与斜面接触面的中点处，过此点与斜面垂直向下的力，即为压力，如图所示．

（2）水平地面的受力面积为S=0.1m×0．m=0.01m²，
木箱对水平地面的压力等于其重力F=G=mg=10kg×10N/kg=100N，
木箱对水平地面的压强为
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{100N}{0.01{m}^{2}}$=1×10⁴Pa，
（3）木箱在拉力的作用下移动的距离为
s=10m+10m=20m
拉力共做功W=Fs=60N×20m=1200J，
（4）木箱移动共用时间为：t=10s+6s=16s，
木箱移动平均速度v=$\frac{s}{t}$=$\frac{20m}{16s}$=1.25m/s．
答：（1）见上图；
（2）木箱边长为0.1m，求木箱对水平地面的压强为1×10⁴Pa，
（3）木箱从水平面到斜面顶端移动过程中，拉力共做1200J功，
（4）木箱移动平均速度1.25m/s．

点评 此题考查作力的示意图，速度的计算，压强的大小及其计算，功的计算等多个知识点，是一道综合性较强的题目．