Question

19．如圖所示，用細(xì)繩連接AB兩物塊，繞過定滑輪使A處于桌面，B豎直懸掛，當(dāng)B的質(zhì)量為0.5kg時，AB恰能做勻速運動，當(dāng)A在10秒內(nèi)從桌面的最左端運動到最右端時，B的重力做功5J．不計繩重及滑輪的摩擦（g=10N/kg）．
（1）A運動的速度為多少？
（2）B的重力做功的功率為多少？
（3）A到達(dá)最右端后再用一水平外力F將A勻速拉回最左端，外力F做的功為多少？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)G=mg求B物塊的重力，然后根據(jù)W=Gh的變形公式h=$\frac{W}{G}$求出運動的距離，最后利用速度公式v=$\frac{s}{t}$求出A運動的速度；
（2）知道B物塊重力做的功和時間，根據(jù)P=$\frac{W}{t}$求出B的重力做功的功率；
（3）根據(jù)力的平衡條件分別求出A物塊受到的摩擦力和細(xì)繩的拉力，由于摩擦力和細(xì)繩的拉力不變，
進(jìn)而可以求出將A勻速拉回最左端所用的外力F=f+G，又知道運動的距離，然后利用W=Fs外力做的功．

解答 解：（1）B物塊的重力：G_B=m_Bg=0.5kg×10N/kg=5N，
由W=Gh得，物體B運動的距離：
h=$\frac{W}{{G}_{B}}$=$\frac{5J}{5N}$=1m，
圖中的滑輪為定滑輪，所以A物塊運動的距離：s_A=h=1m，
A運動的速度：
v=$\frac{{s}_{A}}{t}$=$\frac{1m}{10s}$=0.1m/s．
（2）B的重力做功的功率：
P=$\frac{W}{t}$=$\frac{5J}{10s}$=0.5W．
（3）在AB恰能向右做勻速運動時，A物塊在水平方向上受摩擦力f與拉力F_右（等于B物塊的重力G），
由于A物塊處于平衡狀態(tài)，所以由力的平衡條件得：f=F_右=G_B=5N，摩擦力的方向水平向左；
當(dāng)用一外力將A從最右端勻速拉回最左端時，A物塊受到的摩擦力大小不變，但方向向右，
此時A物塊受到的向左拉力與摩擦力和向右的拉力平衡，即：F=f+F_右=5N+5N=10N，
則外力F做的功：W′=Fs_A=10N×1m=10J．
答：（1）A運動的速度為0.1m/s；
（2）B的重力做功的功率為0.5W；
（3）A到達(dá)最右端后再用一外力F將A勻速拉回最左端，外力F做的功為10J．

點評 本題綜合考查了重力公式、速度公式、功的計算公式及功率的計算公式等知識，要學(xué)會從物體的平衡狀態(tài)的角度去對物體進(jìn)行平衡力的分析，熟練應(yīng)用相關(guān)公式即可正確解題，難度不大．