Question

14．用如圖裝置可使物體P在水平面上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，鉤碼的總質(zhì)量是0.2千克，動(dòng)滑輪和繩的質(zhì)量以及繩與滑輪間的摩擦均可忽略不計(jì)，物體P的質(zhì)量是0.6千克，并且以0.2米/秒的速度向左勻速運(yùn)動(dòng)，在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，試求：
（1）物體P受到的摩擦力是多少牛頓？
（2）5秒時(shí)間內(nèi)鉤碼的重力所做的功是多少焦耳？
（3）繩對(duì)P的拉力做功的功率是多少瓦特？

Answer 1

分析 （1）圖中使用的是動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪和繩的質(zhì)量以及繩與滑輪間的摩擦均可忽略不計(jì)，物體P受到的摩擦力等于鉤碼重力的二分之一；
（2）使用的是動(dòng)滑輪，承擔(dān)物重的繩子股數(shù)n=2，鉤碼移動(dòng)的速度等于物體運(yùn)動(dòng)速度的二分之一，利用s=vt求5秒時(shí)間內(nèi)鉤碼下降的高度，利用W=Gh求5秒時(shí)間內(nèi)鉤碼的重力所做的功；
（3）繩對(duì)P的拉力等于摩擦力，利用W=Fv求繩對(duì)P的拉力做功的功率．

解答 解：
（1）圖中使用的是動(dòng)滑輪，動(dòng)滑輪和繩的質(zhì)量以及繩與滑輪間的摩擦均可忽略不計(jì)，物體P受到的摩擦力f=$\frac{1}{2}$G_鉤碼=$\frac{1}{2}$m_鉤碼g=$\frac{1}{2}$×0.2kg×10N/kg=1N；
（2）n=2，鉤碼移動(dòng)的速度v=$\frac{1}{2}$v_P=$\frac{1}{2}$×0.2m/s=0.1m/s，5秒時(shí)間內(nèi)鉤碼下降的高度h=vt=0.1m/s×5s=0.5m，5秒時(shí)間內(nèi)鉤碼的重力所做的功W=G_鉤碼h=m_鉤碼gh=0.2kg×10N/kg×0.5m=1J；
（3）繩對(duì)P的拉力F=f=1N，繩對(duì)P的拉力做功的功率P=Fv_P=1N×0.2m/s=0.2W．
答：（1）物體P受到的摩擦力是1N；
（2）5秒時(shí)間內(nèi)鉤碼的重力所做的功是1J；
（3）繩對(duì)P的拉力做功的功率是0.2W．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了使用動(dòng)滑輪拉力、功和功率的計(jì)算，利用好動(dòng)滑輪的特點(diǎn)是關(guān)鍵．