Question

3．如图所示，物体A重50N，物体B重48N，物体A在物体B的作用下向右做匀速直线运动，如果在物体A上加一个水平向左的力，拉动物体A，使物体B以0.2m/s的速度匀速上升．（已知动滑轮重12N，绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计）则此时拉力F是40N，3s内拉力F所做功的功率是24W．

Answer 1

分析 （1）物体A向右做匀速直线运动，受到向右的拉力与受到的摩擦力是一对平衡力；
由图滑轮组承担物重的绳子股数n=3，已知物体B重，动滑轮重，可求出绳子的拉力，即物体A受到的摩擦力．
（2）物体A上加一个水平向左的力F拉动A时，有绳子的拉力和摩擦力可求出拉力F的大小，再已知速度根据P=Fv求出功率．

解答 解：
绳重以及绳与滑轮之间的摩擦不计，由图承担物重的绳子股数n=3，
物体A受到向右的拉力：F=$\frac{1}{3}$（G_B+G_动）=$\frac{1}{3}$×（48N+12N）=20N，
因为物体A向右做匀速直线运动，受到向右的拉力与受到的摩擦力是一对平衡力，则f=F=20N；
如果在物体A上加一个水平向左的力，拉动物体A，使物体B以0.2m/s的速度匀速上升时，A受到的向左的拉力与绳子对A拉力和摩擦力平衡，
则拉力F′=F+f=20N+20N=40N．
拉动物体A的速度：v_A=3v_B=3×0.2m/s=0.6m/s，
所以向左的拉力的功率大小为：
P=F′v_A=40N×0.6m/s=24W．
故答案为：40；24W．

点评 本题主要考查了绳子自由端拉力和功率的计算，用好不计绳重和摩擦时F=$\frac{1}{n}$（G_物+G_动），解题的关键是正确对A进行受力分析，根据物体A向右匀速运动时求出A受到的摩擦力的大小．