Question

1．如图所示，一轻绳绕过定滑轮，一端与粗糙水平桌面上的滑块相连，另一端悬挂一个砂桶，调整桶内砂的质量，当砂桶和砂的总质量m=0.2kg时，砂桶和滑块都做匀速直线运动，速度大小v=0.5m/s．不计滑轮的摩擦，求砂桶和滑块匀速运动时：
（1）滑块运动2s的路程．
（2）砂桶和砂所受重力在2s内做的功．
（3）若对滑块再施加一个水平向右的拉力，使滑块匀速向右运动，求该拉力F的大小．

Answer 1

分析 （1）已知速度和时间，利用速度公式计算滑块运动的路程．
（2）利用重力公式求出砂桶和砂的总重力，再利用功的计算公式计算砂桶和砂所受重力做的功．
（3）根据二力平衡求出滑块所受摩擦力大小和绳对砂桶的拉力大小，则拉力等于摩擦力与绳对砂桶的拉力之和．

解答 解：（1）根据v=$\frac{s}{t}$可得滑块运动的路程：
s=vt=0.5m/s×2s=1m；
（2）砂桶和砂的总重力：
G=mg=0.2kg×9.8N/kg=1.96N，
砂桶和砂所受重力在2s内做的功：
W=Gh=1.96N×1m=1.96J；
（3）砂桶和滑块都做匀速直线运动，
则摩擦力与砂桶对滑块的拉力是一对平衡力，
若不计滑轮的摩擦，砂桶对滑块的拉力等于啥砂桶的重力，
所以F_摩=G=1.96N，
绳对砂桶的拉力与砂桶的重力是一对平衡力，
所以，F_绳=G_砂桶=1.96N，
所以，该拉力F=F_摩+F_绳=1.96N+1.96N=3.92N．
答：（1）滑块运动2s的路程为1m．
（2）砂桶和砂所受重力在2s内做的功为1.96J．
（3）若对滑块再施加一个水平向右的拉力，使滑块匀速向右运动，该拉力F的大小为3.92N．

点评 此题考查速度公式及其应用、重力和功的计算，关键是利用根据二力平衡求出滑块所受摩擦力大小和绳对砂桶的拉力大小．