Question

7．如图所示，物体A通过滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平面以1米/秒的速度做匀速直线运动，此时弹簧秤的示数为5N．求：
（1）物体A受到的摩擦力为多大？
（2）5秒钟拉力做的功为多少焦？
（3）功率为多少瓦？
（4）若拉力F变为3N，则物体A在水平方向上所受的合力大小为多大？

Answer 1

分析 （1）该滑轮为动滑轮，拉力F的大小和弹簧测力计的示数一样，因为物体做匀速运动，所以物体受到的力是平衡力，利用力的平衡可以计算摩擦力的大小；
（2）先求物体移动的路程，再计算拉力移动的距离，然后利用W=Fs公式计算拉力做的功；
（3）利用功率的公式计算拉力F的功率；
（4）若拉力F变为3N，根据动滑轮的使用求出对物体A的拉力，根据摩擦力的影响因素判断出物体A的状态，根据二力平衡条件可知所受合力的大小．

解答 解：（1）如图所示，n=2，
由于物体做匀速运动，则摩擦力f=2F=2×5N=10N；
（2）物体移动的路程s′=v_物t=1m/s×5s=5m，
拉力移动的距离：
s=2s′=2×5m=10m，
拉力做功：
W=Fs=5N×10m=50J；
（3）拉力做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{50J}{5s}$=10W；
（4）若拉力F变为3N，则对物体A的拉力F_A=2F′=2×3N=6N；
根据摩擦力的影响因素可知物体A运动时的摩擦力为10N，所以，物体A不能移动处于静止状态，根据二力平衡条件可知所受合力为0．
答：（1）物体A受到的摩擦力为10N；
（2）5秒钟拉力做的功为50J；
（3）功率为10W；
（4）若拉力F变为3N，则物体A在水平方向上所受的合力为0．

点评 本题所用滑轮组是水平的，计算过程要注意，拉力的大小是摩擦力的一半，拉力移动的路程是物体移动的路程的2倍（动滑轮由两股绳子拉着）．