Question

9．如圖所示，水平桌面的右端固定一定滑輪，輕質(zhì)小盤(pán)通過(guò)一根繞過(guò)定滑輪的細(xì)繩與桌面上質(zhì)量為0.5kg的木塊相連．當(dāng)小盤(pán)內(nèi)放2個(gè)砝碼時(shí)，木塊剛好可以勻速向右移動(dòng)，已知每個(gè)砝碼的重力為0.5N．現(xiàn)用一個(gè)水平向左的拉力F將木塊勻速向左拉動(dòng)，砝碼在2s內(nèi)上升了0.5m．求：
（1）當(dāng)木塊勻速向右移動(dòng)時(shí)，所受摩擦力的大小和方向．
（2）砝碼上升0.5m，拉力F共做了多少功，功率有多大？

Answer 1

分析 （1）木塊勻速直線運(yùn)動(dòng)時(shí)，受平衡力；根據(jù)平衡力的條件可知，摩擦力的大小等于拉力大小，摩擦力的方向與拉力方向相反；
（2）當(dāng)用一個(gè)水平向左的拉力將木塊向左拉動(dòng)時(shí)，木塊受到的摩擦力大小不變但方向與（1）中相反，先確定拉力的大小，此時(shí)拉力F=f+G，然后利用W=FS公式計(jì)算拉力做的功；利用功率的公式計(jì)算拉力F的功率．

解答 解：（1）木塊勻速向右運(yùn)動(dòng)時(shí)，木塊在水平方向上受摩擦力f與拉力F_右（等于2個(gè)鉤碼的重G）；
由于木塊處于平衡狀態(tài)，所以由力的平衡條件得：f=F_右=G=2×0.5N=1N；
摩擦力的方向與拉力方向相反，即摩擦力方向向左；
（2）當(dāng)用一個(gè)水平向左的拉力F時(shí)，木塊勻速向左運(yùn)動(dòng)，木塊受到的摩擦力大小不變，但方向向右，
此時(shí)木塊受到的向左的拉力與摩擦力和向右的拉力平衡，即F=f+F_右=1N+1N=2N；
木塊向左移動(dòng)的距離：s=0.5m；
所以拉力做的功：W=Fs=2N×0.5m=1J；
拉力做功的功率：P=$\frac{W}{t}$=$\frac{1J}{2s}$=0.5W．
答：（1）當(dāng)木塊勻速向右移動(dòng)時(shí)，所受摩擦力是1N，方向向左；（2）拉力共做功1J，功率是0.5W．

點(diǎn)評(píng) 要掌握從物體的平衡狀態(tài)的角度去對(duì)物體進(jìn)行平衡力的分析．熟練應(yīng)用功、功率的計(jì)算公式．