Question

16．如圖甲所示，叉車的前輪寬大、后輪窄�。�每個前輪與地面的接觸面積為0.05m²，每個后輪與地面的接觸面積為0.02m²，其中P點(diǎn)為叉車（包含人）的重心，叉車和人的總質(zhì)量為2t．某次工作時，叉車托著1.5t貨物從A點(diǎn)豎直勻速提升到B點(diǎn)，再水平移動勻速到C點(diǎn)，如圖乙所示，求

（1）貨物運(yùn)動到D點(diǎn)時受到的摩擦力為0N．
（2）從A到C過程中叉車對貨物共做功多少J？
（3）圖中叉車裝運(yùn)的最重貨物為多少N？
（4）裝運(yùn)最重貨物時，前輪對地面的壓強(qiáng)為多少Pa？

Answer 1

分析 （1）貨物隨叉車一起作勻速運(yùn)動時，貨物受到重力和叉車的支持力而平衡，不受摩擦力作用；
（2）利用G=mg即可求出貨物的重力；貨物從A到C過程中，叉車對貨物支持力只在A到B過程做功，勻速上升時支持力和物體的重力相等，根據(jù)W=Fs=Gh求出叉車對貨物的支持力做的功；
（3）已知叉車和人的總質(zhì)量求出總重力，然后根據(jù)杠桿的平衡條件求出叉車裝運(yùn)的最重貨物；
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件求出，叉車前輪對地面的壓力，已知叉車前輪的接觸面積，根據(jù)公式p=$\frac{F}{S}$可求叉車對水平路面的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）當(dāng)貨物隨叉車一起勻速運(yùn)動時，貨物相對于叉車靜止，故貨物不受摩擦力作用；物體只受重力和支持力作用，且二力是一對平衡力；
（2）貨物的重力為：G_貨=m_貨g=1.5×10³kg×10N/kg=1.5×10⁴N；
A到C過程中，叉車對貨物支持力只在A到B過程做功，叉車做得功為：W=G_貨h=1.5×10⁴N×4m=6×10⁴J；
（3）叉車和人的總重力為：G=mg=2×10³kg×10N/kg=2×10⁴N；
由圖可知，叉車工作時，相對于以前輪為支點(diǎn)的杠桿，根據(jù)杠桿的平衡條件可知，
叉車裝運(yùn)的最重貨物為：G_最大=$\frac{G{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{2×1{0}^{4}N×1.2m}{1.0m}$=2.4×10⁴N；
（4）根據(jù)杠桿的平衡條件可知，當(dāng)貨物重為：G_貨=1.5×10⁴N時，
叉車前輪受到的叉車自身的壓力為：F=$\frac{{G}_{貨}{L}_{1}}{{L}_{2}}$=$\frac{1.5×1{0}^{4}N×1.0m}{1.2m}$=1.25×10⁴N；
叉車前輪對地面的壓力F_壓=G_貨+F=1.5×10⁴N+1.25×10⁴N=2.75×10⁴N；
則叉車前輪對地面的壓強(qiáng)p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{2.75×1{0}^{4}N}{2×0.05{m}^{2}}$=2.75×10⁵Pa．
答：
（1）0；
（2）從A到C過程中叉車對貨物共做功為6×10⁴J；
（3）圖中叉車裝運(yùn)的最重貨物為2.4×10⁴N；
（4）裝運(yùn)最重貨物時，前輪對地面的壓強(qiáng)為2.75×10⁵Pa．

點(diǎn)評 本題考查了摩擦力產(chǎn)生的條件、杠桿平衡條件的應(yīng)用；重力、壓強(qiáng)、做功的計算，考查面比較廣，關(guān)鍵是各種公式的靈活運(yùn)用，再就是考查知識點(diǎn)比較多，在審題過程中一定要仔細(xì)、認(rèn)真．