Question

【题目】【2016·河南卷】在“大力士”比赛中，需要把一质量m=400kg，边长l＝1m，质量分布均匀的立方体，利用翻滚的方法沿直线移动一段距离，如较16所示。G取10N/kg。求

（1）立方体静止时对水平地面的压强

（2）翻滚立方体时，使立方体一边刚刚离开地面，所用最小力F的大小

（3）“大力士”用翻滚的方法使立方体沿直线移动了10m，用时20s，“大力士”克服立方体重力做功的功率

Answer 1

【答案】（1）4000Pa；（2）1414N；（3）414W

【解析】（1）立方体对地面的压力F压 =G=mg=400kg×10N/kg=4000N，

立方体静止时对水平地面的压强：p=F压/S=4000N/1m×1m=4000Pa；

（2）要想用最小的力立方体一边刚好离开地面，由图知，支点为O，动力臂应该达到最大，OA为力臂，

所施加的力应该与力臂OA垂直且向上；

根据杠杆平衡条件可知：F×OA=G/2

最小力F=G/（2OA）=4000N/（2）=1414N；

（3）翻滚时重心升高的高度：

翻滚一次克服重力做的功W=Gh=4000N×=828J，移动10m，要翻滚10次，所以人做的功W总 =10W=10×828J=8280J，克服立方体重力做功的功率P=W总/t=8280J/20s=414W。