题目内容
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.
练习册系列答案
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12.一辆小汽车在一段平直的公路上做匀加速直线运动,A、B是运动过程中经过的两点.已知汽车经过A点时的速度为1m/s,经过B点时的速度为7.0m/s„则汽车从A到B的运动过程中,下列说法中正确的是( )
A. | 汽车经过AB段位移中点时速度是4m/s | |
B. | 汽车经过AB段中间时刻的速度是5m/s2 | |
C. | 汽车前一半位移所用时间是后一半位移所用时间的2倍 | |
D. | 汽车前一半时间发生位移是后一半时间发生位移的一半 |