题目内容

如图所示,在倾角为θ的光滑斜面上,一根细绳通过定滑轮分别与木板、小滑块(可视为质点)相连,小滑块质量为m,木板质量为M,木板长为L,小滑块与木板间的动摩擦因数为μ,开始时小滑块静止在木板的上端,现用与斜面平行的拉力F将小滑块缓慢拉至木板的下端,则在此过程中( )

A.拉力F的大小为mgμcosθ+(M-m)gsinθ
B.拉力F的大小为2mgμcosθ+(M-m)gsinθ
C.拉力F做的功为mgμLcosθ+(M-m)gLsinθ
D.拉力F做的功为
【答案】分析:小滑块缓慢下移,木板缓慢上移,两个物体的合力都为零,分别以两个物体为研究对象,根据平衡条件求出细绳的拉力和拉力F的大小.F是恒力,直接根据功的计算公式求解功.
解答:解:
A、B对木板:设细绳的拉力大小为T.根据平衡条件得:T=Mgsinθ+μmgcosθ
    对小滑块:由平衡条件得:F+mgcosθ=T+μmgcosθ
联立上两式得:F=2mgμcosθ+(M-m)gsinθ  故A错误,B正确.
C、DF是恒力,将小滑块缓慢拉至木板的下端过程中,滑块相对地的位移大小为,则拉力F做的功为W=F=.故C错误,D正确.
故选BD
点评:本题采用隔离法研究两个物体的平衡问题,根据功的计算公式直接求解恒力的功.
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