Question

3．如圖所示，已知物體A重100N，物體B重20N，滑輪重2N，在物體B的作用下，物體A以0.1m/s的速度沿水平方向勻速向左移動(dòng)了20s，則物體A受到的摩擦力為11N，物體B下降距離為1m，若使物體A沿水平方向以相同速度向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，應(yīng)對物體A施加一個(gè)水平向右的22N的拉力，該拉力在5s內(nèi)所做的功的大小為11J（不計(jì)繩重及與滑輪組內(nèi)的所有摩擦）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)動(dòng)滑輪的省力特點(diǎn)及二力平衡條件判斷摩擦力的大小；
（2）根據(jù)公式s=vt求出物體A移動(dòng)的距離；動(dòng)滑輪繩端移動(dòng)距離為動(dòng)滑輪移動(dòng)距離的2倍，由A移動(dòng)的距離可知B下降的距離；
（3）物體A無論水平向左還是水平向右進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，壓力不變，接觸面粗糙程度不變，滑動(dòng)摩擦力不變；
對物體A施加一個(gè)水平向右的力時(shí)，物體A向右進(jìn)行勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體A受到平衡力作用，根據(jù)平衡力條件判斷拉力大小；
（4）根據(jù)W=Fs=Fvt求出拉力在5s內(nèi)所做的功．

解答 解：
（1）不計(jì)滑輪重及繩及滑輪間的摩擦，
圖中有兩段繩子吊著動(dòng)滑輪，使用動(dòng)滑輪省一半的力，
故繩子的拉力：F=$\frac{1}{2}$（G_動(dòng)+G_B）=$\frac{1}{2}$（2N+20N）=11N；
已知A物體做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡條件可知，A物體在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一對平衡力；故A受到的摩擦力f=F=11N；
（2）物體A移動(dòng)的距離：s=vt=0.1m/s×20s=2m，
A在繩子的自由端，A移動(dòng)2m，則B下降的距離為2m×$\frac{1}{2}$=1m；
（3）對A物體施加一個(gè)水平向右的拉力F′，使物體A向右做勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體A在水平方向上受到水平向左的繩子的拉力F、水平向左的滑動(dòng)摩擦力f；在此過程中A對水平面的壓力和接觸面的粗糙程度均不變，摩擦力不變；
所以，根據(jù)力的平衡條件可得：F′=F+f=11N+11N=22N；
（4）拉力在5s內(nèi)所做的功為：W=F′s=F′vt′=22N×0.1m/s×5s=11J．
故答案為：11；1；22；11．

點(diǎn)評 本題主要考查了二力平衡條件的應(yīng)用、滑輪組的省力特點(diǎn)及應(yīng)用、功的計(jì)算；滑動(dòng)摩擦力大小只跟壓力大小和接觸面粗糙程度有關(guān)，跟運(yùn)動(dòng)方向、運(yùn)動(dòng)速度、受力面積等都沒有關(guān)系，這是解決本題的關(guān)鍵．