Question

5．如圖所示，站在小車上的男孩在繩子末端施加50N的水平拉力F，物體M和小車在水平地面上做相向的勻速直線運(yùn)動(dòng)，物體M速度為0.2m/s，小車速度為0.3m/s，則地面對(duì)物體M的摩擦力為150N，2s后小孩拉繩做的功為150J．（不計(jì)繩重、滑輪重以及繩與滑輪的摩擦）

Answer 1

分析 （1）物體在拉力和摩擦力作用下處于平衡狀態(tài)，F(xiàn)=$\frac{1}{n}$f；
（2）滑輪組繩子段數(shù)為3，繩子自由端移動(dòng)距離為物體移動(dòng)距離的3倍可求繩子移動(dòng)的距離，再由W=Fs可求小孩做的功．

解答 解：已知，不計(jì)繩重、滑輪重以及繩與滑輪的摩擦
由圖知，有3股繩子承擔(dān)摩擦阻力，則F=$\frac{1}{3}$f，
地面對(duì)物體M的摩擦力f=3F=3×50N=150N；
由題知，物體M速度v_物=0.2m/s，小車速度v_車=0.3m/s，繩子自由端移動(dòng)的相對(duì)速度：v=v_車+v_物=0.3m/s+0.2m/s=0.5m/s，
2s后人相對(duì)于物體移動(dòng)的距離：s₁=vt=0.5m/s×2s=1m，
繩子自由端移動(dòng)距離：s₂=3s₁=3×1m=3m，
小孩拉繩做的功，W=Fs₂=50N×3m=150J．
故答案為：150；150．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用滑輪組時(shí)速度、摩擦力的計(jì)算，知識(shí)點(diǎn)多、受力復(fù)雜，要求靈活運(yùn)用所學(xué)知識(shí)．