Question

19．在图装置中，物体m=10千克，在F的作用下，m以0.4米/秒的速度在水平面上作匀速直线运动，弹簧秤的示数为10牛顿．求：
（1）拉力F为多少牛顿？
（2）物体受到水平面的阻力是多少牛顿？
（3）在10秒钟内拉力做功多少焦耳？
（4）拉力的功率多大？

Answer 1

分析 （1）如图，物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力等于弹簧测力计的示数，则有F_示+f=F．
（2）因物体也是做匀速运动，故对物体进行受力分析可得绳对物体的拉力等于水平面对物体的阻力．
（3）分析滑轮可知，滑轮的左侧有弹簧秤和物体两段绳子在拉，故拉力移动距离为物体移动距离的二分之一．拉力做的功可用W=Fs=Fvt求出；
（4）功率可用P=$\frac{W}{t}$求出．

解答 解：
（1）如图，物体做匀速直线运动，物体受到的摩擦力f=F_示
拉力F=F_示+f=2F_示=2×10N=20N；
（2）因为物体做匀速运动，所以物体受到的阻力f=F_物=10N；
（3）分析滑轮可知，n=2，拉力端移动速度：
v=$\frac{1}{2}$v_物=$\frac{1}{2}$×0.4m/s=0.2m/s，
拉力端移动距离s=vt=0.2m/s×10s=2m，
拉力做功：
W=Fs=20N×10s=40J
（4）拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{40J}{10s}$=4W．
答：（1）拉力F为20N；
（2）物体受到水平面的阻力是10N；
（3）在10秒钟内拉力做功40J；
（4）拉力的功率为4W．

点评 本题的重点在于对滑轮的分析，滑轮的使用是比较灵活的，不同的情况下，对绳端拉力、物体受力的情况和绳端移动距离、物体移动距离都要熟悉．