题目内容

15.如图所示,水平地面上一辆汽车正通过一根跨过定滑轮不可伸长的绳子提升竖井中的重物,不计绳重及滑轮的摩擦,在汽车向右以V0匀速前进的过程中,以下说法中正确的是(  )
A.当绳与水平方向成θ角时,重物上升的速度为V0•sinθ
B.当绳与水平方向成θ角时,重物上升的速度为$\frac{{V}_{0}}{cosθ}$
C.汽车的输出功率将保持恒定
D.被提起重物的动能不断增大

分析 对汽车的速度沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行分解,沿绳子方向的速度分量等于重物上升的速度大小,结合三角函数的知识求重物上升的速度.以重物为研究对象,分析重物的运动情况,分析绳子拉力的变化,判断汽车输出功率的变化情况.

解答 解:AB、将汽车的速度v0沿绳子的方向和垂直于绳子的方向进行正交分解,如图所示,

则有:重物上升的速度 v物=v0cosθ,故AB错误.
C、汽车向右匀速前进的过程中,角度θ逐渐减小,cosθ增大,所以v物增大,重物加速上升,克服重力做功的功率增大,根据能量守恒定律知,汽车的输出功率
增大,故C错误.
D、重物加速上升,动能不断增大,故D正确.
故选:D

点评 解答该题的关键是确定汽车实际运动的速度是合速度,把该速度按效果进行分解,即为沿绳子摆动的方向(垂直于绳子的方向)和沿绳子的方向进行正交分解.同时要会结合三角函数的知识进行相关的分析和计算.

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