Question

如圖所示，有一斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，高為h，現(xiàn)用力F沿斜面把物重為G的物體從底端勻速拉到頂端，物體所受斜面的摩擦力為f．
（1）有同學(xué)認(rèn)為，物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，所受力是平衡力，因此，在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)的物體所受摩擦力f與拉力F是一對(duì)平衡力，大小應(yīng)該相等．你認(rèn)為摩擦力f與拉力F大小相等嗎？請(qǐng)從利用斜面做功的角度加以論證說明．
（2）如果斜面的長(zhǎng)是15米，斜面的高是2米，現(xiàn)在用200N的拉力將一個(gè)重為是900N的物體勻速拉上斜面，問此時(shí)重物與斜面的摩擦力為多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）如果拉動(dòng)物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體受到豎直方向上的重力和支持力、水平方向上的拉力和摩擦力兩對(duì)平衡力的作用．而如果物體是在斜面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，由于重力的原因，拉力與摩擦力不是一對(duì)平衡力．
根據(jù)總功和額外功及有用功的關(guān)系進(jìn)行分析．
（2）根據(jù)W_總=Fs求出總功、根據(jù)W_有用=Gh求出有用功，求出額外功．而額外功是指克服斜面摩擦所做的功，從而求出斜面的摩擦力．
解答：解：（1）在斜面上勻速運(yùn)動(dòng)的物體時(shí)，此時(shí)拉力不僅要克服摩擦力做功，而且要克服重力做功．
拉力做的功為總功，W_總=FL；克服阻力做的功為額外功，W_額=fL；克服重力做的功為有用功，W_有用=Gh．
因?yàn)閃_總=W_有用+W_額
所以FL=Gh+fL
所以F≠f．
（2）W_總=FL=200N×15m=3000J
W_有用=Gh=900N×2m=1800J
W_額=W_總-W_有用=3000J-1800J=1200J
由W_額=fL得，f===80N
答：（1）摩擦力f與拉力F大小不相等；
∵W_總=FL   W_有用=Gh   W_額=fL
又W_總=W_有用+W_額
∴FL=Gh+fL
∴F≠f
（2）重物與斜面的摩擦力為80N．
點(diǎn)評(píng)：此題考查了學(xué)生對(duì)平衡力的分析，要使拉力與摩擦力是一對(duì)平衡力，需拉動(dòng)物體在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，若在斜面上，由于重力的原因，拉力與摩擦力不相等．
同時(shí)考查了學(xué)生有關(guān)有用功、額外功、總功的計(jì)算．