题目内容

如下图所示,轻质长绳水平地跨在相距为2L的两个小定滑轮A、B上,质量为m的物块悬挂在绳上的O点,O与A、B两滑轮的距离相等.在轻绳两端C.D分别施加竖直向下的恒力F=mg.先托着物块,使绳处于水平拉直状态,静止释放物块,在物块下落过程中,保持C、D两端的拉力F不变.

(1)当物块下落距离h为多大时,物块的加速度为零?

(2)在物块下落上述距离的过程中,克服C端恒力F做的功是多少?

(3)求物块下落过程中的最大速度vm和最大距离H.

(1)物块加速度为零,则物块所受合力为零.由于物块受重力和绳的拉力作用,合力为零(如下图),由共点力平衡条件得2mgcosα=mg解得α=60°

物块落下的高度.

(2)当物体下落h,C端上升了,F做功,克服C端F做功为.

(3)物块下落过程中,先做加速运动,后做减速运动,当加速度为零时,速度达到最大,由动能定理可得:

解得

当物块下降到最大距离时速度应为零,由动能定理得:

解得

答案

点拨 对物体在整个运动过程中进行受力分析,是解决力学问题的入手点

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