Question

5．如图所示，站在小车上的男孩在绳子末端施加50N的水平拉力F，物体M和小车在水平地面上做相向的匀速直线运动，物体M速度为0.2m/s，小车速度为0.3m/s，则地面对物体M的摩擦力为150N，2s后小孩拉绳做的功为150J．（不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦）

Answer 1

分析 （1）物体在拉力和摩擦力作用下处于平衡状态，F=$\frac{1}{n}$f；
（2）滑轮组绳子段数为3，绳子自由端移动距离为物体移动距离的3倍可求绳子移动的距离，再由W=Fs可求小孩做的功．

解答 解：已知，不计绳重、滑轮重以及绳与滑轮的摩擦
由图知，有3股绳子承担摩擦阻力，则F=$\frac{1}{3}$f，
地面对物体M的摩擦力f=3F=3×50N=150N；
由题知，物体M速度v_物=0.2m/s，小车速度v_车=0.3m/s，绳子自由端移动的相对速度：v=v_车+v_物=0.3m/s+0.2m/s=0.5m/s，
2s后人相对于物体移动的距离：s₁=vt=0.5m/s×2s=1m，
绳子自由端移动距离：s₂=3s₁=3×1m=3m，
小孩拉绳做的功，W=Fs₂=50N×3m=150J．
故答案为：150；150．

点评 本题考查了使用滑轮组时速度、摩擦力的计算，知识点多、受力复杂，要求灵活运用所学知识．