Question

如图所示，竖直平面内放一直角杆，杆的水平部分粗糙，动摩擦因数μ=0.2，杆的竖直部分光滑．两部分各套有质量均为1kg的小球A和B，A、B间用细绳相连．初始A、B均处于静止状态，已知：OA=3m，OB=4m．若A球在水平拉力F的作用下向右缓慢地移动1m（取g=10m/s²），那么该过程中拉力F做功为（　　）

A．14J

B．12J

C．10J

D．4J

Answer 1

分析：对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N₁，根据共点力平衡条件列式，求出支持力N，从而得到滑动摩擦力为恒力；最后对整体运用动能定理列式，得到拉力的功．

解答：解：对AB整体受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的弹力N₁，如图

根据共点力平衡条件，有
竖直方向：N=G₁+G₂
水平方向：F=f+N₁
其中：f=μN
解得
N=（m₁+m₂）g=20N
f=μN=0.2×20N=4N
对整体在整个运动过程中运用动能定理列式，得到
W_F-fs-m₂g?h=0
根据几何关系，可知求B上升距离h=1m
故
W_F=fs+m₂g?h=4×1+1×10×1=14J
故选A．

点评：本题中拉力为变力，先对整体受力分析后根据共点力平衡条件得出摩擦力为恒力，然后根据动能定理求变力做功．