Question

4．如圖所示，物體A的質量m=20kg，在40N的水平拉力F的作用下，物體A以0.8m/s的速度在水平面上做勻速直線運動，忽略滑輪與繩子的摩擦力以及滑輪、彈簧測力計和繩子所受的重力，并且繩子足夠長．
（1）物體A與水平面間摩擦力為20N；
（2）拉力F做功的功率16W；
（3）如果將水平拉力F增加到60N，使物體A向右運動，此時物體A與水平面間摩擦力為20N．

Answer 1

分析 （1）物體A做勻速直線運動時受到的摩擦力和繩子對物體A的拉力是一對平衡力，二力大小相等，根據動滑輪省一半的力求出摩擦力的大小；
（2）根據v_A=2v_F求出拉力F移動的速度，根據P=$\frac{W}{t}$=$\frac{Fs}{t}$=Fv求出拉力F做功的功率；
（3）滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關，與其它因素無關．

解答 解：（1）因物體A做勻速直線運動時受到的摩擦力和繩子對物體A的拉力是一對平衡力，
所以，由動滑輪省一半的力可得，物體A與水平面間摩擦力：
f=$\frac{1}{2}$F=$\frac{1}{2}$×40N=20N；
（2）拉力F移動的速度：
v_F=$\frac{1}{2}$v_A=$\frac{1}{2}$×0.8m/s=0.4m/s，
拉力F做功的功率：
P_F=Fv_F=40N×0.4m/s=16W；
（3）因滑動摩擦力的大小只與接觸面的粗糙程度和壓力的大小有關，
所以，如果將水平拉力F增加到60N，使物體A向右運動，此時物體A與水平面間摩擦力仍為20N不變．
故答案為：（1）20；（2）16；（3）20．

點評 本題考查了動滑輪省力特點和功率公式以及影響滑動摩擦力大小因素的應用，明確物體A和拉力F移動速度關系、拉力大小的關系是關鍵．