Question

18．質(zhì)量為20kg的物體在拉力作用下開始運動，求下列各種情況下拉力做的功（g取10m/s²，sin37°=0.6，cos37°=0.8）：
（1）拉力沿水平方向，物體在動摩擦因數(shù)為0.25的水平地面上勻速移動4m；
（2）拉力沿水平方向，物體在動摩擦因數(shù)為0.25的水平地面上以2m/s²的加速度勻加速移動4m；
（3）用大小為100N，與水平方向成37°角的斜向上的拉力拉物體，使物體沿水平地面移動4m，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.25；
（4）物體在豎直向上的拉力作用下，以2m/s²的加速度勻加速上升4m．

Answer 1

分析 （1）勻速運動，拉力等于滑動摩擦力，再根據(jù)W=Fs即可求解；
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出拉力，再根據(jù)W=Fs即可求解；
（3）拉力做的功為W=Fscos37°；
（4）根據(jù)牛頓第二定律求出拉力，再根據(jù)W=Fs即可求解

解答 解：（1）${F}_{1}^{\;}=μmg=0.25×200=50N$
${W}_{1}^{\;}={F}_{1}^{\;}{l}_{1}^{\;}=50×4J=200J$
（2）根據(jù)牛頓第二定律：${F}_{2}^{\;}-μmg=ma$
代入數(shù)據(jù)：${F}_{2}^{\;}-0.25×200=20×2$
解得：${F}_{2}^{\;}=90N$
${W}_{2}^{\;}={F}_{2}^{\;}{l}_{2}^{\;}=90×4=360J$
（3）根據(jù)功的公式${W}_{3}^{\;}={F}_{3}^{\;}{l}_{3}^{\;}cos37°=100×4×0.8=320J$
（4）根據(jù)牛頓第二定律${F}_{4}^{\;}-mg=ma$
代入數(shù)據(jù)解得：${F}_{4}^{\;}=240N$
${W}_{4}^{\;}={F}_{4}^{\;}{l}_{4}^{\;}=240×4=960J$
答：（1）拉力沿水平方向，物體在動摩擦因數(shù)為0.25的水平地面上勻速移動4m，拉力做的功200J；
（2）拉力沿水平方向，物體在動摩擦因數(shù)為0.25的水平地面上以2m/s²的加速度勻加速移動4m，拉力做的功360J；
（3）用大小為100N，與水平方向成37°角的斜向上的拉力拉物體，使物體沿水平地面移動4m，物體與地面間的動摩擦因數(shù)為0.25，拉力做的功320J；
（4）物體在豎直向上的拉力作用下，以2m/s²的加速度勻加速上升4m，拉力做的功960J．

點評 本題主要考查了恒力做功公式及牛頓第二定律的直接應(yīng)用，也可以根據(jù)動能定理去求解，難度不大，屬于基礎(chǔ)題