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2.如图所示,一辆汽车通过轻绳和定滑轮将竖井中质量为m的重物吊起,开始时左右两侧的绳处于竖直状态,且左侧的绳长为H,汽车静止不动,然后汽车向左行驶.当通过水平距离为H时、汽车的速度达到v,求此过程中绳的拉力对重物做了多少功.

分析 对B点的速度分解为沿绳子方向和垂直于绳子方向,在沿绳子方向的速度等于物体的速度,根据平行四边形定则求出物体的速度大小.从A到B的过程中,求出重物上升的高度,根据动能定理求出绳子拉力做功的大小.

解答 解:车与重物的速度关系如右图所示,物体的速度大小vcos45°=$\frac{\sqrt{2}}{2}$v,方向竖直向上;
设绳Q端对物体做功为W,由几何关系可得重物上升的高度为:h=($\sqrt{2}$-1)H
所以物体克服重力做功为:WG=mgh=mg($\sqrt{2}$-1)H
对重物应用动能定理得:W-WG=$\frac{1}{2}$mv2
解得:W=$\frac{1}{4}$mv2+($\sqrt{2}$-1)mgH
答:拉力对物体做的功W为$\frac{1}{4}$mv2+($\sqrt{2}$-1)mgH.

点评 本题考查了动能定理和速度的合成和分解综合运用,难度中等,知道汽车沿绳子方向的分速度等于物体的速度.

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