题目内容

13.如图所示,汽车通过轻质光滑的定滑轮,将一个质量为m的物体从井中拉出,绳与汽车连接点A距滑轮顶点高为h,开始时物体静止,滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以速度v向右匀速运动,运动到跟汽车连接的细绳与水平夹角为30°,则(  )
A.在绳与水平夹角为30°时,拉力功率大于$\frac{\sqrt{3}}{2}$mgv
B.在绳与水平夹角为30°时,拉力功率为mgv
C.从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mgh+$\frac{3}{8}$mv2
D.从开始到绳与水平夹角为30°时,拉力做功mgh+$\frac{1}{4}$mv2

分析 先将汽车的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,得到货物速度的表达式,分析出货物的运动规律;然后根据动能定理和牛顿第二定律列式分析.

解答 解:AB、将汽车的速度沿着平行绳子和垂直绳子方向正交分解,如图所示
货物速度为:v货物=vcosθ,由于θ逐渐变小,故货物加速上升;
当θ=30°时,货物速度为$\frac{\sqrt{3}}{2}$v;在绳与水平夹角为30°时,拉力的功率为:P=Fv货物,其中v货物=$\frac{\sqrt{3}}{2}$v,由于加速,拉力大于重力,故P>$\frac{\sqrt{3}}{2}$mgv,故A正确,B错误;
CD、当θ=90°时,货物速度为零;根据功能关系,拉力的功等于货物机械能的增加量,故有:WF=△EP+△EK=mgh+$\frac{3}{8}$mv2,故C正确,D错误;
故选:AC.

点评 本题关键将找出车的合运动与分运动,正交分解后得到货物的速度表达式,最后根据功能关系和牛顿第二定律分析讨论.

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