Question

16．如圖所示，豎直平面內(nèi)放一直角桿，桿的水平部分粗糙，動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.15，桿的豎直部分光滑．兩部分各套有質(zhì)量均為1kg的小球A和B，A、B間用細(xì)繩相連．初始A、B均處于靜止?fàn)顟B(tài)，已知：OA=3m，OB=4m．若A球在水平拉力F的作用下向右緩慢地移動(dòng)1m（取g=10m/s²），那么該過程中拉力F做功為（　�。�

• A． 3J
• B． 10 J
• C． 11.5 J
• D． 13J

Answer 1

分析 對(duì)AB整體受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的彈力N₁，根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件列式，求出支持力N，從而得到滑動(dòng)摩擦力為恒力；最后對(duì)整體運(yùn)用動(dòng)能定理列式，得到拉力的功．

解答 解：對(duì)AB整體受力分析，受拉力F、重力G、支持力N、向左的摩擦力f和向右的彈力N₁，如圖
根據(jù)共點(diǎn)力平衡條件，對(duì)整體，
豎直方向：N=G₁+G₂
水平方向：F=f+N₁
其中：f=μN(yùn)
解得：N=（m₁+m₂）g=20N，f=μN(yùn)=0.15×20N=3N
根據(jù)幾何關(guān)系，可知求B上升距離 h=1m
對(duì)整體在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中運(yùn)用動(dòng)能定理列式，得到：
W_F-fs-m₂g•h=0
故有：W_F=fs+m₂g•h=3×1+1×10×1=13J
故選：D．

點(diǎn)評(píng) 本題的關(guān)鍵要靈活選取研究對(duì)象，根據(jù)整體法分析桿對(duì)A球的支持力是恒力，知道拉力是變力，要根據(jù)動(dòng)能定理求變力做功．