Question

9．如圖所示，物體A通過動滑輪在水平拉力F的作用下，沿水平面以2m/s的速度做勻速直線運(yùn)動了10s，此時物體A所受的摩擦力是10N，如果不計滑輪重、繩子重、繩與滑輪及滑輪與軸的摩擦，求：
（1）拉力 F 的大小
（2）拉力 F 的功率．

Answer 1

分析 使用的是動滑輪，則拉力移動的速度為物體移動速度的2倍，據(jù)此求出拉力移動的速度；
根據(jù)二力平衡的條件可知，動滑輪對物體的拉力等于水平面對物體的摩擦力10N，滑輪和繩的重力及滑輪的摩擦忽略不計，根據(jù)動滑輪的省力特點(diǎn)計算出拉力F的大小，再根據(jù)P=Fv求拉力的功率．

解答 解：（1）物體移動的速度：v_物=2m/s，
拉力移動的速度：
v=2v_物=2×2m/s=4m/s，
因?yàn)槲矬w勻速直線運(yùn)動，所以動滑輪對物體的拉力：
F_拉=f=10N，
因?yàn)榛�輪和繩的重力及滑輪的摩擦忽略不計，
所以水平拉力：
F=$\frac{1}{2}$F_拉=$\frac{1}{2}$×10N=5N．
（2）10s繩自由端移動的距離為：s=vt=4m/s×10s=40m
拉力F在10s內(nèi)做的功為：
W=Fs=5N×40m=200J．
拉力的功率：
P=Fv=5N×4m/s=20W．
答：（1）拉力 F 的大小5N；
（2）拉力 F 的功率20W．

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