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文档简介

9.2滑轮

一、单选题(本大题共12小题,共24.0分)

1.如图所示,国旗杆顶部装有一个滑轮,下列说法正确的是()

A.用它少做一些功

B.用它改变力的大小

C.用它为了省距离

D,用它改变力的方向

2.如图所示,分别用定滑轮和动滑轮将重为G的物体提升相同的高度。不计滑轮重、绳重及摩擦,下列说法

正确的是()

A.0大于尸2

B.a小于尸2

C.居等于尸2

D.居大小随方向改变

3.用如图所示的简单机械,使物重同为G的物体都处于静止状态,不计摩擦、机械自重及绳重,其中用力最

小的是

4M中的杠杆和物体处于静止状态,8、C、。中的物体被匀速吊起,所有物体重力均为G,不计动滑轮重力、

绳重和一切摩擦,则所用拉力尸最小的是()

5.4B两种实心物体的质量与体积的关系如图甲所示,把体积相等的4B物体挂在滑轮组下,若要使它们

处于静止状态,则图乙的虚线框内悬挂8物体的个数是(不计摩擦和滑轮的自重)()

圄乙

A.1个B.2个C.3个D.4

6.如图所示,图中的甲、乙两个物体处于静止状态。甲、乙两个物体质量比为4:5,

不计绳重、轮重和摩擦。则下列说法正确的是()

□甲

A.乙物体会绳被提起

B.绳的拉力与甲的重力之比为1:3

乙对水平地面的压力和乙的重力之比为3:4

D.若甲的质量是乙的2倍,则乙对地的压力为零

7.小明用图中装置提升重为400N的物体,不计摩擦、绳重和滑轮自重,下列说法正确的是()

A.物体匀速上升时,人对绳子的拉力为200牛

B.人将绳子拉过1米,物体也上升1米

C.两个滑轮均为定滑轮

D.使用该装置不但能省力,还能省距离

8.用如图所示的四种方式匀速提升同一物体(不计机械自重和摩擦),其中最费力的是()

9.下图是使用简单机械匀速提升同一物体的四种方式(不计机械重和摩擦),其中所需动力最小的是()

10.如图所示的滑轮组,每个滑轮重50N,用这个滑轮组把质量为40kg的重物在2s内匀速提升2TH,不计绳重

和摩擦,下列说法中不正确的是(g=10N//cg)()资1

A.作用在绳自由端的拉力F为150N(:)

B.重物的速度是lm/sA

C.绳子自由端移动的距离为6mW

D.绳子自由端的速度是2m/sL—।

11.在下列轻质的简单机械中,用10N的拉力能将重15N的物体竖直提起的可能是()

①一个定滑轮②一个动滑轮③杠杆

A.①和②B.①和③C.①②③D.②和③

12.如图所示4和B叠放在水平地面上,同时用细绳通过光滑轻滑轮相连。A在水平拉力户的作用下匀速向左运

动,若4与B之间的摩擦力为5N,B与水平地面之间的摩擦力为10N,则尸的大小为()

A.10/VB.15N

C.20ND.25N

二、填空题(本大题共4小题,共8.0分)

13.如图所示,货物重1000N,动滑轮重50N,至少需要N的拉力才能提升重物。如果每段绳子只能承

担400N的拉力,滑轮组最多能提起N的货物。(不计绳重和摩擦)

播梢

14.如图所示,物体4在水平桌面上做匀速直线运动,G=2QN,若不计轮重和摩擦,则4与水平桌面间的滑

动摩擦力是N,弹簧秤的示数是N。

15.如图所示,这是家用手摇晾衣架,/I滑轮的作用是—;若衣服和晾衣架的总重为120N,不计动滑轮重、

绳重及摩擦,静止时绳的拉力尸=—N。摇柄上刻有花纹,这是通过增大—来增大摩擦力。

16.如图所示,质量为2kg的物体4放在水平桌面上,不计绳重及绳与轮的摩擦,

动滑轮重6N,滑轮下面悬挂一物体B,当物体B重8N时,恰能匀速下滑。用一

个水平向左的拉力尸作用在物体4使物体4以lm/s的速度向左做匀速直线运

动,时间为3s。则当物体4向左做匀速运动时,物体B的速度大小是,

物体4受到的摩擦力大小是,拉力F的功率大小是W。

三、作图题(本大题共2小题,共4.0分)

17.请在图中用笔画线,画出用滑轮组提升重物时最省力的绕法.

18.如图所示,用滑轮组将陷在泥中的汽车拉出来,请在图中画出最省力的绕绳方法。

四、实验探究题(本大题共2小题,共12。分)

19.如图所示是小海同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装

置,他按图示提起钩码时注意保持弹簧测力计匀速移动,分别

测得数据如表所示:

甲乙

钩码重钩码升高测力计示测力计移动

G/N高度九/m数F/N距离s/m

甲0.980.20.980.2

乙0.980.21.020.2

丙0.980.20.550.4

请你分析:

(1)比较弹簧测力计示数的大小,可知:使用动滑轮的好处是

(2)比较弹簧测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是

(3)把钩码升高相同的高度,比较乙和丙实验弹簧测力计移动的距离,可知:使用动滑轮

20.如图所示是小华同学“研究定滑轮和动滑轮特点”的实验装置。他按图示提起钩

码时注意保持测力计匀速移动,分别测得三组数据如下表所示:

钩码升高高测力计示数测力计移动测力计用力

实验序号钩码重G/N

度h/mF/N距离s/m的方向

甲0.980.20.980.2向上

乙0.980.21.020.21句F

丙0.980.20.550.4向上

请你分析。

(1)比较测力计拉力的大小,可知:使用动滑轮的好处是o

(2)比较测力计拉力的方向,可知:使用定滑轮的好处是„

(3)把钩码升高相同的高度,比较测力计移动的距离,可知:使用动滑轮。

(4)在提升重物的过程中,如果要同时兼顾到定滑轮和动滑轮的使用优点,则应选择最佳装置是。

(5)在乙实验中,该装置的机械效率为o

(6)在丙实验时,若钩码上升的速度为0.05m/s,则拉力的功率为W,静止时测力计示数(选填

或"=")0.55N。

(7)对比乙、丙两次实验中,将同一个物体提升相同的高度,两装置机械效率大小不等的原因是。

五、计算题(本大题共3小题,共24.0分)

21.如图所示,通过滑轮组用200N的拉力在20s内将重为480N的物体匀速提高2m,不

计绳重和摩擦,求:

(1)动滑轮重。

(2)绳子自由端移动的速度。

(3)若重物再增加150N,要使重物匀速上升,作用在绳子自由端的拉力至少多大。

22.工人利用如图所示的两个滑轮组成滑轮组,向下拉动绳子来提升货物。已知货物重

600/Vo不计绳重及摩擦。

(1)在图中画出绳子的绕法;

(2)若忽略动滑轮重,工人所用拉力多大;

(3)若不可忽略动滑轮重,工人实际所用拉力为350N,动滑轮有多重?

23.如图所示,不计绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦阻力,用100N的竖直向上拉

力F通过滑轮拖着重为190N的物体4做竖直向上移动,物体4运动时的s-t图像如

图所示。求:

(1)物体4运动10s通过的路程s;

(2)滑轮所受重力的大小G卷。

答案和解析

L【答案】D

【解析】解:升旗时旗杆顶端的滑轮并不随旗帜升降,它是一个定滑轮,绳子端拉力方向与红旗运动的方

向相反,故用它改变力的方向。

故选:D。

不随物体升降的是定滑轮,定滑轮不省力,可以改变用力方向。

本题考查定滑轮的优点是一道基础题。

2.【答案】A

【解析】解:不计滑轮重、绳重及摩擦,使用定滑轮不能省力,其大小等于物重,不随方向改变而改变。

使用动滑轮可以省一半的力,故Fi大于七.故A正确,88错误。

故选:4。

(1)定滑轮实质是等臂杠杆,即不省力也不费力,但能改变力的方向。

(2)动滑轮实质是动力臂是阻力臂二倍的杠杆,使用动滑轮能省一半的力,但费距离但费一倍的距离。

本题考查了定滑轮、动滑轮的特点,掌握定滑轮、动滑轮的特点是解题的关键。

3.【答案】4

【解析】

在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下:

①根据杠杆的平衡条件尸=F2L2可知动力的大小;

_1

②滑轮组绳子末端的拉力F=nGo

本题考查了杠杆的平衡条件、定滑轮和动滑轮的特点,再利用杠杆的平衡条件时,确定力臂大小关系是关

键。

【解答】

在不计摩擦、机械自重及绳的重量的理想状况下:

_GxL_l

A.根据杠杆的平衡条件FM1=尸242可知,F1=31.=3G;

8.定滑轮不省力,F2=G;

C.动滑轮省一半的力,F3=|G;

_1

D滑轮组由两段绳子承担,p4=2Go

由此分析比较可知Fi最小。

故选Ao

4.【答案】D【解析】解:4、图中,动力臂为阻力臂的一半,所以动力为阻力的2倍,即F=2G;

B、图中为定滑轮,不省力,所以F=G;

C、图中有2段绳子承担物体的重,所以F=[G:

D、图中有3段绳子承担物体的重,所以F=[G;

综上,。图中所用拉力F最小。

故选:D。

(1)根据杠杆平衡公式:FJi=尸2。分析;

(2)不计摩擦和滑轮重力,使用滑轮组时,有几段绳子承担动滑轮和物体的重,拉力就是物重的几分之一,

因此承担动滑轮和物体的重的绳子段数越多越省力。

本题的关键有二:一是承担物重的绳子股数的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是利用好不计滑轮

重、绳重和摩擦时,拉力和物重的关系F=%G。

n

5.【答案】B

【解析】

本题考查了密度公式和重力公式的应用以及滑轮组的特点,要求会识图、从中得出两物体的密度关系,易

错题,

【解答】

33

由图甲可知,当m=20g时,VA~10c?n,VB=40cm,

则PA=/=溪?=2glem?,PB=看=螳%=0.5g/cm3,

33

所以PA:pB=2g/cm:0.5g/cm=4:1;

因为4、B的体积相同,

所以由G=mg=pVg可得,4、B的重力之比:

GA-GB=pAVgtpBVg=pA:pB=4:1;

由图乙可知,使用的滑轮组中n=2,不计摩擦和滑轮的自重,

要使它们处于静止状态,设方框中挂N个8物体,

则有:N-GB=\GA,

则'=,察=打±=2,故8正确,AC。错误。

2GB21

故选瓦

6.【答案】D

【解析】解:AB、m甲:mz=4:5,G时G乙=4:5,G甲=2G乙,G乙=甲;

由图知,不计绳重、轮重和摩擦,每一段绳子的拉力是甲重力的点故B错误;

乙受到竖直向上是拉力F=^G伊=mx*Gz=|G乙,则F<Gz,地面对乙物体有支持力,乙物体不会被绳

提起,故A错误;

C、乙处于静止状态,乙受到竖直向上是拉力人地面对乙的支持力尸文,和竖直向下的重力G,,这三个力

是平衡力,

所以,尸+尸吏=G?则尸支=[G伊—[G火=1G伊,物体间力的作用是相互的,乙对地面的压力为:F压=甲,

所以,乙对水平地面的压力和甲的重力之比为3:4,乙对地面的压力为:F左=[G用=|Gz,所以,乙对

水平地面的压力和乙的重力之比为3:5,故C错误;

。、若甲的质量是乙的2倍,向甲:m'z=2:1,G'/:G'z=2:1,G'甲=2G'乙,G'乙=2G'/;地面对乙

的支持力F'支,根据力的平衡,三G'甲+F'=G'乙,所以,F支=小甲_小甲=Q,物体间力的作用是相

互的,乙对地面的压力为:F'压=0,故。正确。

故选:0。

(1)知道甲乙的质量之比,求出甲乙的重力之比;由图知,不计绳重、轮重和摩擦,每一段绳子的拉力是甲

重力的}据此求出绳的拉力与甲的重力之比;

(2)比较乙受到竖直向上是拉力尸与乙重力的大小,判断乙物体是会被绳提起;

(3)对乙进行受力分析,根据力的平衡,F+F点=Gz,求出地面对乙的支持力,然后根据物体间力的作用

是相互的,求出乙对地面的压力,进一步乙对水平地面的压力和乙的重力之比;

(4)若甲的质量是乙的2倍,m'甲:m'z=2:1,G'甲:G'z=2:1,G'甲=2G'乙,G'乙=亚甲;地面对乙

的支持力?'支,根据力的平衡,[G'尹+尸'支=6'],求出地面对乙的支持力,物体间力的作用是相互的,求

出乙对地面的压力。

此题主要考查滑轮组拉力的求法,受力分析以及力的平衡、力的作用是相互的应用,综合性强,难度适中。

7.【答案】A

【解析】解:

A、不计摩擦和滑动自重,使用动滑轮能省一半的力,物体的重力为400N,则拉力为200N,故A正确;

B、使用动滑轮时,物体上升1m,则绳子的自由端会通过2m,故B错误;

C、由图可知,该装置由一个动滑轮和一个定滑轮组成,故C错误;

。、使用动滑轮能省力但费距离,使用定滑轮能改变力的方向,故。错误。

故选:4。

定滑轮实质是等臂杠杆,不省力也不费力,但可以改变作用力方向;

动滑轮实质是动力臂为阻力臂二倍的杠杆,省力但要费距离。

本题考查了定滑轮和动滑轮的省力情况,属于基础知识的考查。

8.【答案】A

【解析】解:不计机械自重和摩擦,设物重为G,由图知:

A、使用此动滑轮时,由于动力作用在轴上,所以费一倍的力,即&=2G;

B、此装置是定滑轮,不能省力,所以尸2=G;

C、此装置是滑轮组,承担物重的绳子有3股,所以尸3=16;

D、此装置是斜面,且L=2/1,所以入=:G。

比较可知,上述装置中,最省力的是C,最费力的是4。

故选:Ao

(1)使用动滑轮时,若动力作用在轮上,可以省一半的力,但费距离;若动力作用在轴上,则不能省力,费

一倍的力,但可以省距离;

(2)定滑轮不能省力,但能改变力的方向;

(3)滑轮组是动滑轮、定滑轮的组合,可以省力,也可能改变力的方向;

(4)使用斜面的好处是可以省力,但费距离。

本题考查了学生对滑轮、滑轮组以及斜面特点的理解和运用,利用好“不计机械自重和摩擦''是本题的关键。

9.【答案】D

【解析】

本题考查学生对杠杆平衡条件和滑轮及滑轮组的综合理解和运用,利用好“不计机械自重和摩擦'’是本题的

关键。

不计机械重和摩擦,根据斜面的原理FL=GH求出拉力F的大小;

滑轮组的使用过程中,不计机械自重和摩擦,利用尸=^G求尸的大小;

n

使用定滑轮不能省力;

求出动力臂和阻力臂的大小关系,利用杠杆平衡条件:居人=F2G得出动力的大小。

【解答】

4需要的动力尸为:&=?=竽=/;

AL4m2

B.此滑轮组的绳子股数71=3,不计机械自重和摩擦,此拉力F2=1G;

C.该滑轮是定滑轮,使用定滑轮不省力,需要的动力为F3=G;

D根据杠杆的平衡条件Fik=F2G可知需要的动力为:3=悬;=;G。

故选项。符合题意,选项ABC不符合题意。

故选Do

10.【答案】D

【解析】解:

4重物的重G=mg=40kgx10N/kg=MON,

由图可知,n=3,不计绳重和摩擦,作用在绳自由端的拉力:

F=+G动)=:(400N+50N)=150/V,故A正确;

3.重物的速度:1;=^=要=lm/s,故B正确;

C.绳子自由端移动的距离:s=nh=3x2m=6m,故。正确;

D绳子自由端的速度:M=:=篝=3m/s,故。错误。

故选:Do

(1)知道重物的质量,根据G=mg求出物重,由图可知滑轮组绳子的有效股数,不计绳重和摩擦,根据尸=

;(G+G动)求出作用在绳自由端的拉力;

(2)知道重物在2s内匀速提升的高度,根据"=B求出重物的速度;

(3)根据s=n/t求出绳子自由端移动的距离;

(4)利用V=:求出绳子自由端的速度。

本题考查了重力公式和滑轮组绳子拉力公式以及速度公式的应用,明确滑轮组绳子的有效股数是关键。

11.【答案】D

【解析】解:因为10N的拉力要提起重15N的物体,使用的机械一定是能省力的机械,而在动滑轮、定滑轮、

杠杆中,只有定滑轮不能达到省力的目的,所以用10N的拉力不能提起重15N的物体。故②一个动滑轮、③

杠杆都可以达到目的。

故选:0。

不计机械自重和摩擦的情况下;定滑轮不省力,动滑轮可以省一半的力,使用杠杆可以省力,也可以费力。

此题主要考查了动滑轮、杠杆的省力特点,注意使用定滑轮一定不能省力,但可以改变动力方向。

12.【答案】C

【解析】解:先分析/的受力情况:由图可知,在水平方向上,4一共受到三个力:向左的拉力为尸、B和4之

间的摩擦力为f、绳子对4向右的拉力为T,向右的力与向左的力保持平衡,对4故有:F=T+f,

其中绳子对4向右的拉力来自于B和4之间的摩擦力,所以这两个摩擦力大小是相等的。

对B分析受力,B受绳子向右的拉力7,4对B的摩擦向左f,地对B的摩擦向左为,场对B,向右的力与向左的

力保持平衡,对B故有:f+f^B=T;

代入数据,5N+10N=7,

解得T=15N,

F=T+f=15N+5N=20N。

故选:Co

(1)一对平衡力必须大小相等、方向相反、作用在同一直线上、作用在同一物体上;

(2)根据物体的运动情况,结合二力平衡条件可判断摩擦力的大小。

本题难度较大,关键是要分析绳子对物体乙的拉力大小是多少。力学题中,一定要先对物体进行受力分析,

然后根据物体运动状态判断这儿个力的关系。

13.【答案】3501150

【解析[解:(1)从图中可知有3段绳子在拉重物和动滑轮,因为不计绳重和摩擦,所以拉力尸=:(G动+G物)=

1(50/V+1000/V)=350/V:

(2)因绳子最多能承受F'=400N拉力,故最多能提起物体的重量:G'物=3/-G动=3x400N-50N=

1150/V;

故答案为:350;1150,

14.【答案】10

【解析】略

15.【答案】改变力的方向;30;接触面的粗糙程度【解析】

【分析】本题主要考查定滑轮的工作特点,滑轮组的拉力的计算及增大摩擦的方法。

对于滑轮组关键有二:一是承担物重的绳子股数n的确定(直接从动滑轮上引出的绳子股数),二是不计摩擦

和动滑轮重时,F=肘物。

(1)定滑轮和动滑轮的主要区别是:动滑轮会随物体一起运动,定滑轮不随物体运动;定滑轮只能改变动力

的方向,不能改变力的大小;

(2)由图可以看出连接动滑轮绳子的股数,不计动滑轮重、绳重及摩擦,根据F=?求出静止时绳的拉力。

(3)增大摩擦力的方法:①增大接触面的粗糙程度②增大压力。

【解答】

(1)4滑轮的轴是固定不动的,是定滑轮,定滑轮只能改变力的方向;

(2)由图可知,连接动滑轮绳子的股数n=4,不计动滑轮重、绳重及摩擦,

静止时绳的拉力:?=皂=幽=30%;

n4

(3)摇柄上刻有花纹,这是通过压力一定时,增大接触面的粗糙程度来增大摩擦力。

16.【答案】0.5m/s7N14

【解析】解:

(1)由图知,动滑轮上有2段绳子承担重力,物体B上升的速度为:vB=1v4=ixlm/s=0.5m/s;

(2)不计绳重及绳与轮的摩擦,则物体B匀速下滑时,绳子上的拉力为:F拉="G动+GB)=1x(6/V+8/V)=

7N;

物体4向右做匀速直线运动,那么物体4受到的摩擦力为:f=F拉=1N;

当物体4向左做匀速直线运动时,作用在4上的拉力:F=F&+f=7N+7N=14N-,

物体力以lm/s的速度向左做匀速运动,则拉力产的功率为:P=y=y=Fv=14Wxlm/s=14PV»

故答案为:(l)0.5m/s;(2)7N;(3)14»

(1)由图知,动滑轮上有2段绳子承担重力,已知物体4的速度,根据知=:%计算物体B的速度;

(2)物体B匀速下滑,根据/拉=|(G动+GB)计算作用在物体4上绳子的拉力;物体4向右做匀速运动,因此力

的摩擦力与绳子拉力相互平衡,即f=F即

(3)当物体4向左做匀速直线运动时,根据F=尸拉+/计算拉力F,已知拉力产和速度,根据公式P=/=F=

Fv计算功率。

此题涉及到二力平衡条件的应用,滑轮组及其工作特点,功率计算公式的应用,综合性较强,分清物体的

受力情况是关键。

17.【答案】LLJ

【解析】

此题考查了滑轮组的组装,滑轮组的组装有两种方法,从定滑轮绕起或从动滑轮绕起;从动滑轮开始绕,

承担物重的绳子段数多。

要使滑轮组省力,就是使最多的绳子段数来承担动滑轮的拉力,图中滑轮组由一个动滑轮和一个定滑轮组

成,有两种绕线方法。若n为偶数,绳子固定端在定滑轮上;若n为奇数,绳子固定端在动滑轮上;即:“奇

动偶定

【解答】

n为奇数时,承担物重的有3段绳子,此时最省力,根据奇动偶定,绳子的固定端在动滑轮上,如图所示:

【解析】图中只有一个动滑轮和一个定滑轮,要求最省力,则最多有3段绳子来拉动汽车,绳子应先系在动

滑轮的固定挂钩上,然后绕过左边的定滑轮,再绕过动滑轮。)〜------乂々刀力67>^,

19.【答案】(1)省力;(2)改变力的方向;(3)费距离

【解析】

本题考查了探究定滑轮及其工作特点、动滑轮及其工作特点的实验,考查了学生从表格中的数据得出结论

的能力,认识到使用定滑轮和动滑轮的特点,每种机械都有优点和缺点,同时通过计算认识到使用机械不

能省功的道理。

(1)可得出拉力小于物重,即使用动滑轮时省力;

(2)使用定滑轮可以改变用力的方向;

(2)乙中测力计移动的距离小于丙中的距离,即使用动滑轮费距离。

【解答】

(1)在丙中,拉力尸=0.55N<G=0.98N,故使用动滑轮时省力;

(2)比较弹簧测力计拉力的方向,使用定滑轮不能省力,使用定滑轮可以改变力的方向;

(3)乙的距离为0.2m,丙中的距离为0.4,故使用动滑轮费距离。

20.【答案】省力改变用力的方向费距离滑轮组96.1%0.055<不计摩擦和绳重,在提起的过程中,

丙用的是动滑轮,所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功,丙比乙多做额外功

【解析】解:(1)在丙中,拉力F=0.55N<G=0.98N,故使用动滑轮时省力;

(2)在乙中,拉力9=0.982=6=0.98M但是向下用力,故使定滑轮可以改变用力的方向;

(3)钩码移动的距离为0.2m,丙中的距离为0.4m,故使用动滑轮费距离;

(4)在提升重物的过程中,为了既方便又省力,结合定滑轮和动滑轮的特点,可以使用滑轮组;

⑸在乙实验中,该装置的机械效率为:《=>=¥=丁x100%=96.1%;

(6)动滑轮承重绳子的股数n=2,第二次实验时拉力的功率:0=?=牛=尸〃=?应"物=0.55%X2乂

0.05m/s=0.0551V;

静止时没有摩擦力,拉力等于钩码和动滑轮重力的一半,拉力小于0.55N;

(7)不计摩擦和绳重,在提起的过程中,丙用的是动滑轮,所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功,丙比乙

多做额外功。

故答案为:(1)省力;(2)改变用力的方向;(3)费距离;(4)滑轮组;(5)96.1%;(6)0.055;<;(7)不计摩擦

和绳重,在提起的过程中,丙用的是动滑轮,所以丙方法需要克服动滑轮的重力做功,丙比乙多做额外功。

(1)可得出拉力小于物重,即使用动滑轮时省力;

(2)可得出拉力与物重相等,但改变了用力的方向,给做功带来了方便;

(3)比较钩码移动与绳自由端移动的距离即可判断;

(4)定滑轮不能省力,但能改变动力的方向;使用动滑轮可以省力,但不能改变力的方向;

(5)机械效率〃=--1=—;

w&

(6)拉力的功率即总功的功率,根据承担物重的绳子段数得出拉力的速度,根据P=y=y=F"求拉力的功

率;

静止时,消除了摩擦力

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