Question

20．如圖所示，重為100N的物體A通過動(dòng)滑輪在水平拉力F的作用下沿水平面以10cm/s的速度作勻速直線運(yùn)動(dòng)，此時(shí)物體A受到地面的摩擦力為30N，若不計(jì)動(dòng)滑輪、繩子、彈簧測(cè)力計(jì)的重力與滑輪與軸間的摩擦，那么作用在繩端拉力F=15N，拉力F在2s內(nèi)做的功為6J，拉力F的功率為3W．

Answer 1

分析 利用速度公式求出物體移動(dòng)的速度，使用的是動(dòng)滑輪，則拉力移動(dòng)的速度為物體移動(dòng)速度的2倍，據(jù)此求出拉力移動(dòng)的速度；
根據(jù)二力平衡的條件可知，動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力等于水平面對(duì)物體的摩擦力30N，滑輪和繩的重力及滑輪的摩擦忽略不計(jì)，根據(jù)動(dòng)滑輪的省力特點(diǎn)計(jì)算出拉力F的大小，再根據(jù)P=Fv求拉力的功率．

解答 解：物體移動(dòng)的速度：
v_物=10cm/s=0.1m/s，
拉力移動(dòng)的速度：
v=2v_物=2×0.1m/s=0.2m/s，
因?yàn)槲矬w勻速直線運(yùn)動(dòng)，所以動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力：
F_拉=f=30N，
因?yàn)榛�輪和繩的重力及滑輪的摩擦忽略不計(jì)，
所以水平拉力：
F=$\frac{1}{2}$F_拉=$\frac{1}{2}$×30N=15N．
2s繩自由端移動(dòng)的距離為：s=vt=0.2m/s×2s=0.4m
拉力F在2s內(nèi)做的功為：
W=Fs=15N×0.4m=6J．
拉力的功率：
P=Fv=15N×0.2m/s=3W．
故答案為：15；6；3．

點(diǎn)評(píng) 正確得出動(dòng)滑輪對(duì)物體的拉力，是本題的突破口也是關(guān)鍵．計(jì)算拉力F做功的功率時(shí)，要注意公式變形．這是一道綜合性較強(qiáng)的計(jì)算類填空題．