题目内容

如图所示,用与水平方向成θ的力F,拉质量为m的物体水平匀速前x,已知物体和地面间的动摩擦因数为μ,则在此过程中F做功为(  )
分析:因为拉力F为恒力,可根据功的定义式W=Flcosα直接求解拉力F对物体所做的功W.对物体进行受力分析,通过正交分解可求得物体与水平面的正压力,从而求得地面对物体摩擦力f的大小.
解答:解:对物体进行受力分析,并对拉力F进行分解如右图所示:
    根据物体在竖直方向的平衡条件可知:
    F2+FN=G    
    又F2=Fsinθ  
   得,FN=mg-Fsinθ
   再根据滑动摩擦力公式f=μFN
    解得:f=μ(mg-Fsinθ)  
又因为物体做匀速运动,所以F1=Fcosθ=f
所以,由Fcosθ=μ(mg-Fsinθ) 
解得,F=
μmg
cosθ+μsinθ

根据功的公式,拉力F 对物体所做的功为:
     WF=Fxcosθ
则有,
W
 
F
=
μmg
cosθ+μsinθ
?xcosθ=
μmgx
1+μtanθ

故选D.
点评:本题是对功的计算公式、力的合成分解的应用,属于中档题.
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