Question

9．如图所示，物体A通过动滑轮在水平拉力F的作用下，沿水平面以2m/s的速度做匀速直线运动了10s，此时物体A所受的摩擦力是10N，如果不计滑轮重、绳子重、绳与滑轮及滑轮与轴的摩擦，求：
（1）拉力 F 的大小
（2）拉力 F 的功率．

Answer 1

分析 使用的是动滑轮，则拉力移动的速度为物体移动速度的2倍，据此求出拉力移动的速度；
根据二力平衡的条件可知，动滑轮对物体的拉力等于水平面对物体的摩擦力10N，滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，根据动滑轮的省力特点计算出拉力F的大小，再根据P=Fv求拉力的功率．

解答 解：（1）物体移动的速度：v_物=2m/s，
拉力移动的速度：
v=2v_物=2×2m/s=4m/s，
因为物体匀速直线运动，所以动滑轮对物体的拉力：
F_拉=f=10N，
因为滑轮和绳的重力及滑轮的摩擦忽略不计，
所以水平拉力：
F=$\frac{1}{2}$F_拉=$\frac{1}{2}$×10N=5N．
（2）10s绳自由端移动的距离为：s=vt=4m/s×10s=40m
拉力F在10s内做的功为：
W=Fs=5N×40m=200J．
拉力的功率：
P=Fv=5N×4m/s=20W．
答：（1）拉力 F 的大小5N；
（2）拉力 F 的功率20W．

点评 正确得出动滑轮对物体的拉力，是本题的突破口也是关键．计算拉力F做功的功率时，要注意公式变形．这是一道综合性较强的计算类填空题．