如图所示,一辆汽车在水平地面上将物体从枯井中拖起来的简化模型,已知物体重2000N,井底到井口的高度为3m,物...
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问题详情:
如图所示,一辆汽车在水平地面上将物体从枯井中拖起来的简化模型,已知物体重2000N,井底到井口的高度为3m,物体从井底到井口上升用时10s,汽车质量为1.2t,轮胎与地面的总接触面积为800cm2,若四个车轮受力均匀,汽车前进过程中自身受到水平地面对它的摩擦力为车重的0.1倍(忽略绳的重力、绳与滑轮之间的摩擦、空气阻力不计,g取10N/kg)。求:
(1)物体从井底到井口上升的平均速度;
(2)未拖物体前汽车对水平地面的压强;
(3)把物体从井底拖到井口的整个过程,汽车牵引力所做的功。
【回答】
(1)物体从井底到井口上升的平均速度为0.3m/s;(2)未拖物体前汽车对水平地面的压强为1.5×105Pa;(3)把物体从井底拖到井口的整个过程,汽车牵引力所做的功为9600J。
【解析】(1)物体从井底到井口上升的平均速度:v===0.3m/s。
(2)未拖物体前汽车对水平地面的压力:
F=G汽=m汽g=1.2×103kg×10N/kg=1.2×104N,
轮胎与地面的总接触面积为S=800cm2=0.08m2,
则汽车对水平地面的压强:p===1.5×105Pa。
(3)汽车前进过程中受到水平地面对它的摩擦力:
f=0.1G汽=0.1×1.2×104N=1.2×103N,
图中滑轮为定滑轮,则物体对汽车向左的拉力:F拉=G物=2000N,
因汽车匀速运动,由力的平衡条件可得,汽车的牵引力:
F牵=f+F拉=1.2×103N+2000N=3200N,
汽车牵引力所做的功:W=F牵s=3200N×3m=9600J。
知识点:力和机械 单元测试
题型:计算题