Question

16．如圖所示，重力為16牛的木塊在大小為5牛的水平拉力F的作用下，10秒內(nèi)沿水平面勻速前進了5米，拉力F做的功為50焦，功率為5瓦，在這段時間里重力做功為0焦．若水平拉力變?yōu)?2牛，則木塊在水平方向上所受的合力大小為14牛．（不計滑輪重力、繩子與滑輪間的摩擦）

Answer 1

分析 解答此題從以下知識點入手：
（1）利用s_繩=ns_物求出拉力移動的距離，然后根據(jù)公式W=Fs可求拉力做的功；又知道做功時間，根據(jù)公式P=$\frac{W}{t}$可求功率；
（2）做功的兩個必要因素：一是作用在物體上的力，二是在力的方向上通過的距離．
（3）根據(jù)二力平衡可知f=2F，然后根據(jù)摩擦力大小的影響因素判斷摩擦力的變化，再根據(jù)同一直線上兩個力的方向相反時，合力等于二力之差求出合理大�。�

解答 解：（1）圖中為動滑輪，有兩股繩子承擔拉力，
則拉力端移動的距離：s_繩=2s_物=2×5m=10m，
拉力F做的功：W=Fs_繩=5N×10m=50J；
功率為P=$\frac{W}{t}$=$\frac{50J}{10s}$=5W；
（2）在此過程中木塊沒有在重力方向上移動距離，所以重力對物體A做的功為0J．
（3）因為木塊做勻速直線運動，且不計滑輪重力、繩子與滑輪間的摩擦
所以，地面對木塊的摩擦力f=2F=2×5N=10N，
當水平拉力變?yōu)?2N，此時動滑輪對木塊的拉力為：F_拉=2×12N=24N，
木塊對水平面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，則摩擦力大小不變，即f=10N，
所以，木塊在水平方向上所受的合力大小為：F_合=F_拉-f=24N-10N=14N．
故答案為：50；5；0；14．

點評 本題考查功和功率的計算、力的合成與應用、摩擦力大小的影響因素等，知道做功的必要條件是有力作用在物體上，物體在力的方向上移動距離．