Question

20．如图所示，重为100N的物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下沿水平面以10cm/s的速度作匀速直线运动，此时物体A受到地面的摩擦力为30N，若不计动滑轮、绳子、弹簧测力计的重力与滑轮与轴间的摩擦，那么作用在绳端拉力F=15N，拉力F在2s内做的功为6J，拉力F的功率为3W．

Answer 1

分析 利用速度公式求出物体移动的速度，使用的是动滑轮，则拉力移动的速度为物体移动速度的2倍，据此求出拉力移动的速度；
根据二力平衡的条件可知，动滑轮对物体的拉力等于水平面对物体的摩擦力30N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，根据动滑轮的省力特点计算出拉力F的大小，再根据P=Fv求拉力的功率．

解答 解：物体移动的速度：
v_物=10cm/s=0.1m/s，
拉力移动的速度：
v=2v_物=2×0.1m/s=0.2m/s，
因为物体匀速直线运动，所以动滑轮对物体的拉力：
F_拉=f=30N，
因为滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，
所以水平拉力：
F=$\frac{1}{2}$F_拉=$\frac{1}{2}$×30N=15N．
2s绳自由端移动的距离为：s=vt=0.2m/s×2s=0.4m
拉力F在2s内做的功为：
W=Fs=15N×0.4m=6J．
拉力的功率：
P=Fv=15N×0.2m/s=3W．
故答案为：15；6；3．

点评 正确得出动滑轮对物体的拉力，是本题的突破口也是关键．计算拉力F做功的功率时，要注意公式变形．这是一道综合性较强的计算类填空题．