Question

5．竖直平面内放一直角杆MON，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ=0.3，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量为2kg的小球A和质量为1kg的小球B，A、B球间用细绳相连．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． 14 J
• B． 16J
• C． 19 J
• D． 21J

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和向左的弹力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和向左的弹力N₁，如图

根据共点力平衡条件，有
竖直方向：N=G₁+G₂
水平方向：F=f+N₁
其中：f=μN
解得
N=（m₁+m₂）g=30N
f=μN=0.3×30N=9N
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
根据几何关系，可知求B上升距离h=1m
故
W_F=fs+m₂g•h=9×1+1×10×1=19J
故选：C．

点评 本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功．