Question

19．在圖裝置中，物體m=10千克，在F的作用下，m以0.4米/秒的速度在水平面上作勻速直線運動，彈簧秤的示數(shù)為10牛頓．求：
（1）拉力F為多少牛頓？
（2）物體受到水平面的阻力是多少牛頓？
（3）在10秒鐘內拉力做功多少焦耳？
（4）拉力的功率多大？

Answer 1

分析 （1）如圖，物體做勻速直線運動，物體受到的摩擦力等于彈簧測力計的示數(shù)，則有F_示+f=F．
（2）因物體也是做勻速運動，故對物體進行受力分析可得繩對物體的拉力等于水平面對物體的阻力．
（3）分析滑輪可知，滑輪的左側有彈簧秤和物體兩段繩子在拉，故拉力移動距離為物體移動距離的二分之一．拉力做的功可用W=Fs=Fvt求出；
（4）功率可用P=$\frac{W}{t}$求出．

解答 解：
（1）如圖，物體做勻速直線運動，物體受到的摩擦力f=F_示
拉力F=F_示+f=2F_示=2×10N=20N；
（2）因為物體做勻速運動，所以物體受到的阻力f=F_物=10N；
（3）分析滑輪可知，n=2，拉力端移動速度：
v=$\frac{1}{2}$v_物=$\frac{1}{2}$×0.4m/s=0.2m/s，
拉力端移動距離s=vt=0.2m/s×10s=2m，
拉力做功：
W=Fs=20N×10s=40J
（4）拉力的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{40J}{10s}$=4W．
答：（1）拉力F為20N；
（2）物體受到水平面的阻力是10N；
（3）在10秒鐘內拉力做功40J；
（4）拉力的功率為4W．

點評 本題的重點在于對滑輪的分析，滑輪的使用是比較靈活的，不同的情況下，對繩端拉力、物體受力的情況和繩端移動距離、物體移動距離都要熟悉．