Question

12．如圖所示為小剛設(shè)計(jì)的滑輪組裝置．其中滑塊A置于表面粗糙程度各處相同的水平面上，重物B的重力為G_B=10N．若不計(jì)動(dòng)滑輪重，繩重及繩與滑輪間的摩擦，跨過(guò)滑輪的繩或豎直或水平，A距水平面上的定滑輪、B距水平面均足夠遠(yuǎn)．
求：
（1）若重物B在豎直面內(nèi)2秒鐘勻速下落3m，求水平繩對(duì)物體A的拉力所做的功的功率．
（2）G_B落地后，A又向左移動(dòng)0.5m停下來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中，物體A克服摩擦力做功多少？

Answer 1

分析 由圖可知，該滑輪組繩子的有效股數(shù)為2；
（1）根據(jù)P=Fv計(jì)算水平繩對(duì)物體A拉力的功率；
（3）根據(jù)靜止和勻速直線運(yùn)動(dòng)是平衡狀態(tài)，受到的力為平衡力，利用二力平衡的條件求出摩擦力的大小，結(jié)合運(yùn)動(dòng)距離計(jì)算克服摩擦做功多少．

解答 解：（1）該滑輪組繩子的有效股數(shù)為2，物體A移動(dòng)的速度V_A=2V_B=2×$\frac{3m}{2s}$=3m/s
繩子對(duì)物體A的拉力F=$\frac{1}{2}$G_B=$\frac{1}{2}$×10N=5N，
水平繩對(duì)物體A的拉力所做的功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=FV_A=5N×3m/s=15W；
（2）摩擦力的大小與壓力大小和接觸面的粗糙程度有關(guān)，f=F=5N，物體A移動(dòng)距離s=0.5m，
物體A克服摩擦力做功：W=fs=5N×0.5m=2.5J．
答：（1）若重物B在豎直面內(nèi)2秒鐘勻速下落3m，水平繩對(duì)物體A的拉力所做的功的功率為15W；
（2）G_B落地后，A又向左移動(dòng)0.5m停下來(lái)，在這個(gè)過(guò)程中，物體A克服摩擦力做功為2.5J．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了功、功率、力的大小的計(jì)算，關(guān)鍵是滑輪組繩子有效股數(shù)的判斷和二力平衡條件的應(yīng)用．