Question

如圖所示，重力80N的物體在大小為20N，方向水平向右的拉力F₁作用下，在水平面上以2m/s的速度做勻速直線運動．當撤去拉力F₁，物體靜止后，改用方向水平向左，大小為30N的拉力F₂使物體向左運動10m，則在力F₂作用的過程中物體與地面之間的摩擦力大小為

20

N；拉力F₂做的功為

300

 J；重力做的功為

0

 J．

Answer 1

分析：（1）物體與地面之間的摩擦力的大小取決于物體對地面的壓力和接觸面的粗糙程度．這兩個因素不變，則物體與地面之間的摩擦力大小就不變．
當物體在F₁的作用下勻速運動是，物體受到平衡力的作用，根據二力平衡的條件求得此時的摩擦力，進而可以得到其在F₂的作用下運動時的摩擦力．
（2）利用功的計算公式：W=FS，可以求得拉力F₂做的功．
（3）根據做功的兩個必要因素，可以確定此過程中，重力是否做功．

解答：解：（1）當物體在大小為20N，方向水平向右的拉力F₁作用下，在水平面上以2m/s的速度做勻速直線運動時，物體處于平衡狀態，此時的物體受到的拉力和地面對它的摩擦力是一對平衡力，二者大小相等，所以摩擦力等于20N．
當物體在F₂的作用下向左運動時，此時物體對地面的壓力不變，接觸面的粗糙程度不變，所以物體受到地面的摩擦力大小也不變．仍為20N．
（2）拉力F₂=30N，物體在力的方向上通過的距離S=10m，
所以拉力做的功：W=F₂S=30N×10m=300J．
（3）物體在水平地面上向左運動時，物體雖然受到重力，但沒有在重力的方向上通過距離．根據做功的兩個必要因素可知，此時的重力沒有做功，即做功為0．
故答案為：（1）20；（2）300；（3）0．

點評：摩擦力的大小由壓力的大小和接觸面的粗糙程度有關，與物體受到的拉力大小以及運動的速度大小無關．在此題中，物體受到的拉力雖然在改變，但物體對地面的壓力和兩者之間接觸面的粗糙程度都不變，所以摩擦力不變．