如图所示,质量60kg的人站在水平地面上,通过定滑轮和绳子(不计其摩擦和绳子质量)竖直向上提起质量为10kg的货物.
(1)货物以a1=2m/s2匀加速上升,人对地面压力多大?
(2)货物匀加速上升时,其最大加速度为多大(g=10m/s2)?
网友回答
解:(1)先研究物体,以加速度0.5m/s2匀加速被拉升,受力分析:重力与绳子的拉力.
则有:F-mg=ma
解得:F=120N,
再研究工人,受力分析,重力、绳子拉力、支持力,处于平衡状态.
则有:Mg=F+F支
解得:F支=480N,
由牛顿第三定律可得:F压=480N
(2)当绳子的拉力最大时,货物能处于最大加速度,即绳子的最大拉力等于人的自身重力,
对货物,由牛顿第二定律可得,=50m/s2.
?答:(1)货物以a1=2m/s2匀加速上升,人对地面压力480N;
(2)货物匀加速上升时,其最大加速度为50m/s2.
解析分析:工人站在地面上,匀加速拉升物体,同时绳子也有个力拉工人,由牛顿第二定律可求出绳子的拉力,从而对工人受力分析,由平衡条件可求出工人受地面的支持力,最后由牛顿第三定律可得出工人对地面的压力大小.
点评:虽然压力是地面所受,但应该选工人作为研究对象;要知道绳子的拉力,则必须选中物体为研究对象由牛顿运动定律方可求出.所以此题渗透如何合理选择研究对象的思想.