Question

5．如圖所示，站在小車上的男孩在繩子末端施加50N的水平拉力F，物體M和小車在水平地面上做相向的勻速直線運動，物體M速度為0.2m/s，小車速度為0.3m/s，則地面對物體M的摩擦力為150N，2s后小孩拉繩做的功為150J．（不計繩重、滑輪重以及繩與滑輪的摩擦）

Answer 1

分析 （1）物體在拉力和摩擦力作用下處于平衡狀態，F=$\frac{1}{n}$f；
（2）滑輪組繩子段數為3，繩子自由端移動距離為物體移動距離的3倍可求繩子移動的距離，再由W=Fs可求小孩做的功．

解答 解：已知，不計繩重、滑輪重以及繩與滑輪的摩擦
由圖知，有3股繩子承擔摩擦阻力，則F=$\frac{1}{3}$f，
地面對物體M的摩擦力f=3F=3×50N=150N；
由題知，物體M速度v_物=0.2m/s，小車速度v_車=0.3m/s，繩子自由端移動的相對速度：v=v_車+v_物=0.3m/s+0.2m/s=0.5m/s，
2s后人相對于物體移動的距離：s₁=vt=0.5m/s×2s=1m，
繩子自由端移動距離：s₂=3s₁=3×1m=3m，
小孩拉繩做的功，W=Fs₂=50N×3m=150J．
故答案為：150；150．

點評 本題考查了使用滑輪組時速度、摩擦力的計算，知識點多、受力復雜，要求靈活運用所學知識．