题目内容

10.如图所示,放在光滑水平地面上的物体质量为10kg,拴在绳子的一端,绳的另一端跨过定滑轮,受到恒力F=2N作用.开始时物体静止,绳与水平成37°,经过一段时间后绳与水平成53°.已知滑轮距地面h=6m.此过程中拉力对物体做的功为5J.

分析 由于物体受到的力为变力,因此不能直接对物体受拉力分析,而是对F的作用点进行分析,根据几何关系求出绳头的位移,再由功的公式即可求出拉力的功.

解答 解:由几何关系可知,右侧绳子的收缩量即为左侧绳头下降的高度,故绳头移动的位移为:
L=$\frac{h}{sin37°}$-$\frac{h}{sin53°}$=$\frac{6}{0.6}-\frac{6}{0.8}$=2.5m
则说明力作用的位移为L=2.5m,则力F所做的功为:
W=FL=2×2.5=5J
故答案为:5.

点评 本题考查功的计算,要注意明确W=FL只能求解恒力的功,所以对于变力的功一定要想办法转化为恒力求解,或根据动能定理求解.

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