Question

14．用如图装置可使物体P在水平面上做匀速直线运动，钩码的总质量是0.2千克，动滑轮和绳的质量以及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计，物体P的质量是0.6千克，并且以0.2米/秒的速度向左匀速运动，在此运动过程中，试求：
（1）物体P受到的摩擦力是多少牛顿？
（2）5秒时间内钩码的重力所做的功是多少焦耳？
（3）绳对P的拉力做功的功率是多少瓦特？

Answer 1

分析 （1）图中使用的是动滑轮，动滑轮和绳的质量以及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计，物体P受到的摩擦力等于钩码重力的二分之一；
（2）使用的是动滑轮，承担物重的绳子股数n=2，钩码移动的速度等于物体运动速度的二分之一，利用s=vt求5秒时间内钩码下降的高度，利用W=Gh求5秒时间内钩码的重力所做的功；
（3）绳对P的拉力等于摩擦力，利用W=Fv求绳对P的拉力做功的功率．

解答 解：
（1）图中使用的是动滑轮，动滑轮和绳的质量以及绳与滑轮间的摩擦均可忽略不计，物体P受到的摩擦力f=$\frac{1}{2}$G_钩码=$\frac{1}{2}$m_钩码g=$\frac{1}{2}$×0.2kg×10N/kg=1N；
（2）n=2，钩码移动的速度v=$\frac{1}{2}$v_P=$\frac{1}{2}$×0.2m/s=0.1m/s，5秒时间内钩码下降的高度h=vt=0.1m/s×5s=0.5m，5秒时间内钩码的重力所做的功W=G_钩码h=m_钩码gh=0.2kg×10N/kg×0.5m=1J；
（3）绳对P的拉力F=f=1N，绳对P的拉力做功的功率P=Fv_P=1N×0.2m/s=0.2W．
答：（1）物体P受到的摩擦力是1N；
（2）5秒时间内钩码的重力所做的功是1J；
（3）绳对P的拉力做功的功率是0.2W．

点评 本题考查了使用动滑轮拉力、功和功率的计算，利用好动滑轮的特点是关键．