Question

4．如图的装置中，重40N的物体A，在拉力F的作用下以0.2m/s的速度沿水平桌面作匀速直线运动5s，此时弹簧测力计的示数为2N（不计机械内部摩擦和机械自重）．求：
（1）物体A受到的摩擦力；
（2）拉力所做的功；
（3）拉力的功率．

Answer 1

分析 （1）由图知：水平使用的滑轮组中，有三段绳子通过动滑轮，即n=3；在滑轮组中，每段绳子承担的力是相同的，即拉力F的大小等于弹簧测力计的示数．由F=$\frac{1}{n}$f计算摩擦力大小；
（2）由s=vt计算物体通过的距离，利用s_F=ns_物算出在绳子自由端移动的距离，再利用功的计算公式W=Fs求得拉力F所做的功；
（3）利用功率的计算公式即可求出拉力的功率．

解答 解：（1）由图绳子自由端拉力F=F_测力计=2N，
物体做匀速直线运动，
f=nF=3×2N=6N；
（2）由v=$\frac{s}{t}$，
物体通过的距离s_物=vt=0.2m/s×5s=1m，
所以绳子自由端通过的距离s_F=ns_物=3×1m=3m，
拉力所做的功W=Fs_F=2N×3m=6J；
（3）拉力的功率P=$\frac{W}{t}$=$\frac{6J}{5s}$=1.2W．
答：（1）物体A受到的摩擦力为6N；
（2）拉力所做的功为6J；
（3）拉力的功率为1.2W．

点评 本题考查滑轮组的应用、功和功率的计算，熟练运用功和功率的公式进行相关计算，知道通过滑轮上的每段绳子拉力相等是关键．