Question

19．在圖裝置中，物體m=10千克，在F的作用下，m以0.4米/秒的速度在水平面上作勻速直線運(yùn)動，彈簧秤的示數(shù)為10牛頓．求：
（1）拉力F為多少牛頓？
（2）物體受到水平面的阻力是多少牛頓？
（3）在10秒鐘內(nèi)拉力做功多少焦耳？
（4）拉力的功率多大？

Answer 1

分析 （1）如圖，物體做勻速直線運(yùn)動，物體受到的摩擦力等于彈簧測力計(jì)的示數(shù)，則有F_示+f=F．
（2）因物體也是做勻速運(yùn)動，故對物體進(jìn)行受力分析可得繩對物體的拉力等于水平面對物體的阻力．
（3）分析滑輪可知，滑輪的左側(cè)有彈簧秤和物體兩段繩子在拉，故拉力移動距離為物體移動距離的二分之一．拉力做的功可用W=Fs=Fvt求出；
（4）功率可用P=$\frac{W}{t}$求出．

解答 解：
（1）如圖，物體做勻速直線運(yùn)動，物體受到的摩擦力f=F_示
拉力F=F_示+f=2F_示=2×10N=20N；
（2）因?yàn)槲矬w做勻速運(yùn)動，所以物體受到的阻力f=F_物=10N；
（3）分析滑輪可知，n=2，拉力端移動速度：
v=$\frac{1}{2}$v_物=$\frac{1}{2}$×0.4m/s=0.2m/s，
拉力端移動距離s=vt=0.2m/s×10s=2m，
拉力做功：
W=Fs=20N×10s=40J
（4）拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{40J}{10s}$=4W．
答：（1）拉力F為20N；
（2）物體受到水平面的阻力是10N；
（3）在10秒鐘內(nèi)拉力做功40J；
（4）拉力的功率為4W．

點(diǎn)評 本題的重點(diǎn)在于對滑輪的分析，滑輪的使用是比較靈活的，不同的情況下，對繩端拉力、物體受力的情況和繩端移動距離、物體移動距離都要熟悉．