Question

质量为10 kg的物体在拉力作用下运动，求下列各种情况下拉力做的功(g取10 m/s²)：

(1)拉力沿水平方向，物体在动摩擦因数为0.25的水平地面上匀速移动4 m;

(2)拉力沿水平方向，物体在动摩擦因数为0.25的水平地面上以2 m/s²的加速度匀加速移动4 m;

(3)用大小为50 N、与水平方向成37°角的斜向上的拉力拉物体，使物体沿水平地面移动4 m，物体与地面间的动摩擦因数为0.25;

(4)物体在竖直向上的拉力作用下，以2 m/s²的加速度匀加速上升4 m.

Answer 1

(1)100 J  (2)180 J  (3)160 J  (4)480 J

解析:

(1)水平拉力大小为

    F=μmg=0.25×10×10 N=25 N

    则拉力做的功为

    W=Fs=25×4 J=100 J.

(2)由牛顿第二定律得：F-μmg=ma

    水平拉力的大小为

    F=m(μg+a)=10×(0.25×10+2) N=45 N

    拉力做的功为

    W=Fs=45×4 J=180 J.

(3)拉力做的功为

    W=Fscos37°=50×4×0.8 J=160 J.

(4)由牛顿第二定律得F-mg=ma

     竖直向上的拉力大小为

    F=m(g+a)=10×(10+2) N=120 N

    拉力做的功为

    W=Fs=120×4 J=480 J.