题目内容

如图所示,位于水平桌面上的长为L的长木板P,由跨过定滑轮的轻绳与可以看作质点物块Q相连,从滑轮到P和到Q的两段绳都是水平的,已知Q与P之间以及P与桌面之间的动摩擦因数都是μ,两物块的质量都是m,滑轮的质量、滑轮轴上的摩擦都不计,如用一水平向右的拉力F拉P使它们分离,则F至少做功为多少(  )
分析:先对物块Q受力分析,根据平衡条件求出细线的拉力,然后对物块P受力分析,再次根据平衡条件求出力F.
解答:解:对Q物块,设跨过定滑轮的轻绳拉力为T
木块Q与P间的滑动摩擦力f=μmg ①
根据共点力平衡条件T=f  ②
对木块P受力分析,P受拉力F,Q对P向左的摩擦力f,
地面对P体向左的摩擦力f′,根据共点力平衡条件,
有F=f+f′+T ③
地面对P物体向左的摩擦力
f′=μ(2m)g ④
由①~④式可以解得
F=4μmg
要使P与Q分离,则F至少做功为W=FS=4μmg×
L
2
=2μmgL,故C正确,ABD错误;
故选C.
点评:本题关键在于分别对两个木块进行受力分析,根据共点力平衡条件列式求解,并掌握功的表达式.
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