试题
题目:
(2013·安徽模拟)如图所示,有一斜面长为L,高为h,现用力F沿斜面把物重为G的物体从底端匀速拉到顶端,物体所受斜面的摩擦力为f.
(1)有同学认为,物体做匀速直线运动时,所受力是平衡力,因此,在斜面上匀速运动的物体所受摩擦力f与拉力F是一对平衡力,大小应该相等.你认为摩擦力f与拉力F大小相等吗?请从利用斜面做功的角度加以论证说明.
(2)如果斜面的长是15米,斜面的高是2米,现在用200N的拉力将一个重为是900N的物体匀速拉上斜面,问此时重物与斜面的摩擦力为多大?
答案
解:(1)在斜面上匀速运动的物体时,此时拉力不仅要克服摩擦力做功,而且要克服重力做功.
拉力做的功为总功,W
总
=FL;克服阻力做的功为额外功,W
额
=fL;克服重力做的功为有用功,W
有用
=Gh.
因为W
总
=W
有用
+W
额
所以FL=Gh+fL
所以F≠f.
(2)W
总
=FL=200N×15m=3000J
W
有用
=Gh=900N×2m=1800J
W
额
=W
总
-W
有用
=3000J-1800J=1200J
由W
额
=fL得,f=
W
额
L
=
1200J
15m
=80N
答:(1)摩擦力f与拉力F大小不相等;
∵W
总
=FL W
有用
=Gh W
额
=fL
又W
总
=W
有用
+W
额
∴FL=Gh+fL
∴F≠f
(2)重物与斜面的摩擦力为80N.
解:(1)在斜面上匀速运动的物体时,此时拉力不仅要克服摩擦力做功,而且要克服重力做功.
拉力做的功为总功,W
总
=FL;克服阻力做的功为额外功,W
额
=fL;克服重力做的功为有用功,W
有用
=Gh.
因为W
总
=W
有用
+W
额
所以FL=Gh+fL
所以F≠f.
(2)W
总
=FL=200N×15m=3000J
W
有用
=Gh=900N×2m=1800J
W
额
=W
总
-W
有用
=3000J-1800J=1200J
由W
额
=fL得,f=
W
额
L
=
1200J
15m
=80N
答:(1)摩擦力f与拉力F大小不相等;
∵W
总
=FL W
有用
=Gh W
额
=fL
又W
总
=W
有用
+W
额
∴FL=Gh+fL
∴F≠f
(2)重物与斜面的摩擦力为80N.
考点梳理
考点
分析
点评
专题
二力平衡条件的应用.
(1)如果拉动物体在水平面上做匀速直线运动,此时物体受到竖直方向上的重力和支持力、水平方向上的拉力和摩擦力两对平衡力的作用.而如果物体是在斜面上做匀速直线运动,由于重力的原因,拉力与摩擦力不是一对平衡力.
根据总功和额外功及有用功的关系进行分析.
(2)根据W
总
=Fs求出总功、根据W
有用
=Gh求出有用功,求出额外功.而额外功是指克服斜面摩擦所做的功,从而求出斜面的摩擦力.
此题考查了学生对平衡力的分析,要使拉力与摩擦力是一对平衡力,需拉动物体在水平面上做匀速直线运动,若在斜面上,由于重力的原因,拉力与摩擦力不相等.
同时考查了学生有关有用功、额外功、总功的计算.
运动和力.
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