Question

（2013?安徽模拟）如图所示，有一斜面长为L，高为h，现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端，物体所受斜面的摩擦力为f．
（1）有同学认为，物体做匀速直线运动时，所受力是平衡力，因此，在斜面上匀速运动的物体所受摩擦力f与拉力F是一对平衡力，大小应该相等．你认为摩擦力f与拉力F大小相等吗？请从利用斜面做功的角度加以论证说明．
（2）如果斜面的长是15米，斜面的高是2米，现在用200N的拉力将一个重为是900N的物体匀速拉上斜面，问此时重物与斜面的摩擦力为多大？

Answer 1

分析：（1）如果拉动物体在水平面上做匀速直线运动，此时物体受到竖直方向上的重力和支持力、水平方向上的拉力和摩擦力两对平衡力的作用．而如果物体是在斜面上做匀速直线运动，由于重力的原因，拉力与摩擦力不是一对平衡力．
根据总功和额外功及有用功的关系进行分析．
（2）根据W_总=Fs求出总功、根据W_有用=Gh求出有用功，求出额外功．而额外功是指克服斜面摩擦所做的功，从而求出斜面的摩擦力．

解答：解：（1）在斜面上匀速运动的物体时，此时拉力不仅要克服摩擦力做功，而且要克服重力做功．
拉力做的功为总功，W_总=FL；克服阻力做的功为额外功，W_额=fL；克服重力做的功为有用功，W_有用=Gh．
因为W_总=W_有用+W_额
所以FL=Gh+fL
所以F≠f．
（2）W_总=FL=200N×15m=3000J
W_有用=Gh=900N×2m=1800J
W_额=W_总-W_有用=3000J-1800J=1200J
由W_额=fL得，f=

W额

L

=

1200J

15m

=80N
答：（1）摩擦力f与拉力F大小不相等；
∵W_总=FL   W_有用=Gh   W_额=fL
又W_总=W_有用+W_额
∴FL=Gh+fL
∴F≠f
（2）重物与斜面的摩擦力为80N．

点评：此题考查了学生对平衡力的分析，要使拉力与摩擦力是一对平衡力，需拉动物体在水平面上做匀速直线运动，若在斜面上，由于重力的原因，拉力与摩擦力不相等．
同时考查了学生有关有用功、额外功、总功的计算．