Question

10．用如圖所示的裝置使物體A在水平面上做勻速直線運動．鉤碼的總質量是100克，物體A的質量是500克，并且以0.2米/秒的速度向右運動．則物體A受到的摩擦力是0.5牛頓，5秒內鉤碼的重力所做功是0.5焦耳，功率是0.1瓦特（動滑輪重力及摩擦不計，g取10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）因為摩擦力的方向總是和物體相對運動方向相反，所以物體水平向右勻速運動時，受到的摩擦力的方向水平向左；因為物體A受到的摩擦力和繩子的拉力是一對平衡力，利用滑輪組的省力特點求物體A受到的摩擦力；
（2）由圖示滑輪知物體A以0.2m/s的速度向右運動，可求鉤碼向下運動的速度，求出5s內鉤碼上升距離，利用W=Gh求重力對鉤碼做功；
（3）再利用P=$\frac{W}{t}$求重力對鉤碼做功功率．

解答 解：
（1）因為摩擦力的方向總是和物體相對運動方向相反，
所以物體水平向右勻速運動時，受到的摩擦力的方向水平向左；
又因為物體A受到的摩擦力和繩子的拉力是一對平衡力，動滑輪重力及摩擦不計，
所以物體A受到的摩擦力：f=F=$\frac{1}{2}$G_鉤=$\frac{1}{2}$m_鉤g=$\frac{1}{2}$×0.1kg×10N/kg=0.5N；
（2）物體A向右運動的速度v₁=0.2m/s，
由圖可知n=2，則鉤碼向下運動的速度v₂=$\frac{1}{2}$v₁=$\frac{1}{2}$×0.2m/s=0.1m/s，
5s內鉤碼向下運動的距離：
h=v₂t=0.1m/s×5s=0.5m，
重力對鉤碼做功：
W=G_鉤h=m_鉤gh=0.1kg×10N/kg×0.5m=0.5J；
（3）重力對鉤碼做功功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{0.5J}{5s}$=0.1W．
故答案為：0.5；0.5；0.1．

點評 本題考查了功、功率的計算和二力平衡條件的應用，能利用滑輪組的省力特點求出物體受到的摩擦力是本題的關鍵．