题目内容

12.如图所示,竖直平面内放一直角杆AOB,杆的水平部分粗糙,动摩擦因数为0.20,杆的竖直部分光滑,两部分各套有质量分别为2.0kg和1.0kg的小球A和B,A、B间用细绳相连,初始位置OA=1.5m,OB=2.0m,g取10m/s2,则若用水平拉力F1沿杆向右缓慢拉A,使之移动0.5m,该过程中拉力F1做功(  )
A.3.0JB.8.0JC.0D.5.0J

分析 先对AB整体受力分析,受拉力F、总重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N1,根据共点力平衡条件列式,求出支持力N,从而得到滑动摩擦力为恒力;最后对整体运用能量关系列式,得到拉力做的功.

解答 解:先对AB整体受力分析,如图所示.
A、B小球和细绳整体竖直方向处于平衡,A受到的弹力为:
N=(mA+mB)g
则A受到的摩擦力为:Ff=μ(mA+mB)g
代入数字得:Ff=6N
由几何关系,有:sB=0.5m
由能量关系,拉力F1做功为:W1=Ffs+mBgsB
代入数字得:W1=8 J
故选:B

点评 本题中拉力为变力,先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力,然后根据功能关系或动能定理求变力做功

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