Question

10．如圖所示，質(zhì)量60kg的人站在水平地面上，通過(guò)定滑輪和繩子（不計(jì)其摩擦和繩子質(zhì)量）豎直向上提起質(zhì)量為10kg的貨物，
（1）貨物以a₁=2m/s²的加速度勻加速上升，人對(duì)地面壓力多大？
（2）貨物勻加速上升時(shí)，最大加速度多大？

Answer 1

分析 人站在地面上，勻加速拉升物體，同時(shí)繩子也有個(gè)力拉人，由牛頓第二定律可求出繩子的拉力，從而對(duì)人受力分析，由平衡條件可求出人受地面的支持力，最后由牛頓第三定律可得出人對(duì)地面的壓力大小．

解答 解：（1）先研究物體，以加速度2m/s²勻加速被拉升，受力分析：重力與繩子的拉力．
則有：F-mg=ma
解得：F=120N，
再研究人，受力分析，重力、繩子拉力、支持力，處于平衡狀態(tài)．
則有：Mg=F+F_支
解得：F_支=480N，
由牛頓第三定律可得：F_壓=480N
（2）當(dāng)繩子的拉力最大時(shí)，貨物能處于最大加速度，即繩子的最大拉力等于人的自身重力，
對(duì)貨物，由牛頓第二定律可得，$a=\frac{{F}_{M}-mg}{m}=\frac{600-10×10}{10}m/{s}^{2}$=50m/s²．
 答：（1）貨物以a₁=2m/s²勻加速上升，人對(duì)地面壓力480N；
（2）貨物勻加速上升時(shí)，其最大加速度為50m/s²．

點(diǎn)評(píng) 雖然壓力是地面所受，但應(yīng)該選人作為研究對(duì)象；要知道繩子的拉力，則必須選中物體為研究對(duì)象由牛頓運(yùn)動(dòng)定律方可求出．所以此題滲透如何合理選擇研究對(duì)象的思想．