题目内容

人在A点拉着绳通过一定滑轮匀速吊起质量为m=50 kg的物体,如图6-1-6所示,开始绳与水平方向的夹角为60°,当人匀速提起重物由A点沿水平方向运动s=2 m而到达B点,此时绳与水平方向成30°角.求人对绳的拉力做了多少功.

图6-1-6

解析:人对绳的拉力大小不变,方向却时刻在变化,而已知的位移s又是人沿水平方向走的距离,所以无法利用W=Fscosα直接求拉力的功.若转换一下研究对象则不难发现,人对绳的拉力的功与绳对物体的拉力的功是相同的,而绳对物体的拉力则是恒力.这种转换研究对象的办法也是一种求变力功的有效途径.

设滑轮距地的高度为h,则

h(cot30°-cot60°)=sAB

人由A走到B的过程中,重物G上升的高度Δh等于滑轮右侧绳子的长度,即:

Δh=-

人对绳子做功为W=Fs=GΔh

代入数据可得:W≈732 J.

答案:W≈732 J

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