Question

如图所示，重力80N的物体在大小为20N，方向水平向右的拉力F₁作用下，在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动．当撤去拉力F₁，物体静止后，改用方向水平向左，大小为30N的拉力F₂使物体向左运动10m，则在力F₂作用的过程中物体与地面之间的摩擦力大小为    N；拉力F₂做的功为     J；重力做的功为     J．

Answer 1

【答案】分析：（1）物体与地面之间的摩擦力的大小取决于物体对地面的压力和接触面的粗糙程度．这两个因素不变，则物体与地面之间的摩擦力大小就不变．
当物体在F₁的作用下匀速运动是，物体受到平衡力的作用，根据二力平衡的条件求得此时的摩擦力，进而可以得到其在F₂的作用下运动时的摩擦力．
（2）利用功的计算公式：W=FS，可以求得拉力F₂做的功．
（3）根据做功的两个必要因素，可以确定此过程中，重力是否做功．
解答：解：（1）当物体在大小为20N，方向水平向右的拉力F₁作用下，在水平面上以2m/s的速度做匀速直线运动时，物体处于平衡状态，此时的物体受到的拉力和地面对它的摩擦力是一对平衡力，二者大小相等，所以摩擦力等于20N．
当物体在F₂的作用下向左运动时，此时物体对地面的压力不变，接触面的粗糙程度不变，所以物体受到地面的摩擦力大小也不变．仍为20N．
（2）拉力F₂=30N，物体在力的方向上通过的距离S=10m，
所以拉力做的功：W=F₂S=30N×10m=300J．
（3）物体在水平地面上向左运动时，物体虽然受到重力，但没有在重力的方向上通过距离．根据做功的两个必要因素可知，此时的重力没有做功，即做功为0．
故答案为：（1）20；（2）300；（3）0．
点评：摩擦力的大小由压力的大小和接触面的粗糙程度有关，与物体受到的拉力大小以及运动的速度大小无关．在此题中，物体受到的拉力虽然在改变，但物体对地面的压力和两者之间接触面的粗糙程度都不变，所以摩擦力不变．