题目内容
如图所示,在光滑的平台上,有一质量为m的物体,物体与轻绳的一端相连,轻绳跨过定滑轮(定滑轮的质量和摩擦不计)另一端被滑轮正下方站在地面上的人拉住,人与绳的接触点和定滑轮的高度差为h,若此人以速度v0 向右匀速前进s,求在此过程中人的拉力对物体所做的功.
分析:对人运动的速度进行分解,分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,在沿绳子方向上的分速度等于物块的速度,根据动能定理求出人对滑块所做的功.
解答:解:当人向右匀速前进的过程中,绳子与竖直方向的夹角由0°逐渐增大,人的拉力就发生了变化,故无法用W=Fscosθ计算拉力所做的功,而在这个过程中,人的拉力对物体做的功使物体的动能发生了变化,故可以用动能定理来计算拉力做的功.当人在滑轮的正下方时,物体的初速度为零,当人水平向右匀速前进s 时物体的速度为v1,
由图1可知:v1=v0sinα (1)
根据动能定理,人的拉力对物体所做的功:W=
mv12-0 (2)
由(1)、(2)两式得W=
答:在此过程中人的拉力对物体所做的功W=
.
由图1可知:v1=v0sinα (1)
根据动能定理,人的拉力对物体所做的功:W=
1 |
2 |
由(1)、(2)两式得W=
ms2
| ||
2(s2+h2) |
答:在此过程中人的拉力对物体所做的功W=
ms2
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2(s2+h2) |
点评:解决本题的关键知道物块的速度等于绳子收缩的速度,等于人运动的沿绳子方向上的分速度,以及能够灵活运用动能定理.
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