题目内容
【题目】汽车进站,火车进站,都是轻而易举的事,因为它们都有刹车装置。那么轮船是浮在水面上的,它又没有刹车装置,遇到紧急情况要想停下来,该怎么做呢?如果水是流动的,轮船采用抛锚和主机开倒车的办法,可以迫使船停下来。如果轮船发生故障失去动力,则采用机械拖拽的方式。如图1所示,人在岸上抓住绳上的
点以速度
。水平向左匀速拉动轻绳,绳跨过定滑轮
拉着在水面上向左移动的小船
,若已知某一瞬间
绳与水平方向的夹角为
。
(1)此时小船
的速度
为多大?
(2)为什么要将
的运动分解到沿垂直绳方向和沿绳方向?
(3)若不是将
的运动沿垂直绳方向和沿绳方向正交分解,而是用如图2所示的斜交分解,行不行?
![]()
【答案】(1)
;(2)见解析;(3)见解析
【解析】
(1)将
的运动分解到沿垂直绳方向和沿绳方向,如图所示:
![]()
由于沿绳方向两物体速度大小相等所以
,即:
![]()
解得
![]()
(2)当人拉绳从
点运动到
点时,
运动到
,
的实际运动是水平向左的,但是我们可以将其想象成小船先沿圆弧
(以
为圆心
为半径,
长度不变)运动至
(此过程中
点不动),然后沿绳
向上运动至
(此过程中人拉绳从
点运动到
点),如图所示:
![]()
由于绳不可伸长,故有
,即若将
的运动分解到沿圆弧(垂直绳)和沿半径(沿绳)方向,则必有沿绳方向两物体速度相等的结论:
,即
![]()
解得
![]()
(3)若不是正交分解,而是斜交分解,如图所示:
![]()
则
,而
。故此时就有中,
。因此,要用这个结论,就必须把
的速度沿绳、垂直绳正交分解。
练习册系列答案
相关题目