Question

3．如图所示，已知物体A重100N，物体B重20N，滑轮重2N，在物体B的作用下，物体A以0.1m/s的速度沿水平方向匀速向左移动了20s，则物体A受到的摩擦力为11N，物体B下降距离为1m，若使物体A沿水平方向以相同速度向右做匀速直线运动，应对物体A施加一个水平向右的22N的拉力，该拉力在5s内所做的功的大小为11J（不计绳重及与滑轮组内的所有摩擦）．

Answer 1

分析 （1）根据动滑轮的省力特点及二力平衡条件判断摩擦力的大小；
（2）根据公式s=vt求出物体A移动的距离；动滑轮绳端移动距离为动滑轮移动距离的2倍，由A移动的距离可知B下降的距离；
（3）物体A无论水平向左还是水平向右进行匀速直线运动时，压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力不变；
对物体A施加一个水平向右的力时，物体A向右进行匀速直线运动，物体A受到平衡力作用，根据平衡力条件判断拉力大小；
（4）根据W=Fs=Fvt求出拉力在5s内所做的功．

解答 解：
（1）不计滑轮重及绳及滑轮间的摩擦，
图中有两段绳子吊着动滑轮，使用动滑轮省一半的力，
故绳子的拉力：F=$\frac{1}{2}$（G_动+G_B）=$\frac{1}{2}$（2N+20N）=11N；
已知A物体做匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，A物体在水平方向上受到的拉力和摩擦力是一对平衡力；故A受到的摩擦力f=F=11N；
（2）物体A移动的距离：s=vt=0.1m/s×20s=2m，
A在绳子的自由端，A移动2m，则B下降的距离为2m×$\frac{1}{2}$=1m；
（3）对A物体施加一个水平向右的拉力F′，使物体A向右做匀速直线运动，物体A在水平方向上受到水平向左的绳子的拉力F、水平向左的滑动摩擦力f；在此过程中A对水平面的压力和接触面的粗糙程度均不变，摩擦力不变；
所以，根据力的平衡条件可得：F′=F+f=11N+11N=22N；
（4）拉力在5s内所做的功为：W=F′s=F′vt′=22N×0.1m/s×5s=11J．
故答案为：11；1；22；11．

点评 本题主要考查了二力平衡条件的应用、滑轮组的省力特点及应用、功的计算；滑动摩擦力大小只跟压力大小和接触面粗糙程度有关，跟运动方向、运动速度、受力面积等都没有关系，这是解决本题的关键．