Question

16．如图所示，重力为16牛的木块在大小为5牛的水平拉力F的作用下，10秒内沿水平面匀速前进了5米，拉力F做的功为50焦，功率为5瓦，在这段时间里重力做功为0焦．若水平拉力变为12牛，则木块在水平方向上所受的合力大小为14牛．（不计滑轮重力、绳子与滑轮间的摩擦）

Answer 1

分析 解答此题从以下知识点入手：
（1）利用s_绳=ns_物求出拉力移动的距离，然后根据公式W=Fs可求拉力做的功；又知道做功时间，根据公式P=$\frac{W}{t}$可求功率；
（2）做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力，二是在力的方向上通过的距离．
（3）根据二力平衡可知f=2F，然后根据摩擦力大小的影响因素判断摩擦力的变化，再根据同一直线上两个力的方向相反时，合力等于二力之差求出合理大小．

解答 解：（1）图中为动滑轮，有两股绳子承担拉力，
则拉力端移动的距离：s_绳=2s_物=2×5m=10m，
拉力F做的功：W=Fs_绳=5N×10m=50J；
功率为P=$\frac{W}{t}$=$\frac{50J}{10s}$=5W；
（2）在此过程中木块没有在重力方向上移动距离，所以重力对物体A做的功为0J．
（3）因为木块做匀速直线运动，且不计滑轮重力、绳子与滑轮间的摩擦
所以，地面对木块的摩擦力f=2F=2×5N=10N，
当水平拉力变为12N，此时动滑轮对木块的拉力为：F_拉=2×12N=24N，
木块对水平面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，则摩擦力大小不变，即f=10N，
所以，木块在水平方向上所受的合力大小为：F_合=F_拉-f=24N-10N=14N．
故答案为：50；5；0；14．

点评 本题考查功和功率的计算、力的合成与应用、摩擦力大小的影响因素等，知道做功的必要条件是有力作用在物体上，物体在力的方向上移动距离．