Question

16．如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ=0.15，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B间用细绳相连．初始A、B均处于静止状态，已知：OA=3m，OB=4m．若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1m（取g=10m/s²），那么该过程中拉力F做功为（　　）

• A． 3J
• B． 10 J
• C． 11.5 J
• D． 13J

Answer 1

分析 对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N₁，根据共点力平衡条件列式，求出支持力N，从而得到滑动摩擦力为恒力；最后对整体运用动能定理列式，得到拉力的功．

解答 解：对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N₁，如图
根据共点力平衡条件，对整体，
竖直方向：N=G₁+G₂
水平方向：F=f+N₁
其中：f=μN
解得：N=（m₁+m₂）g=20N，f=μN=0.15×20N=3N
根据几何关系，可知求B上升距离 h=1m
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到：
W_F-fs-m₂g•h=0
故有：W_F=fs+m₂g•h=3×1+1×10×1=13J
故选：D．

点评 本题的关键要灵活选取研究对象，根据整体法分析杆对A球的支持力是恒力，知道拉力是变力，要根据动能定理求变力做功．