题目内容

3.如图所示,某小车将一质量为m的物体从井中拉出,绳与汽车连接点距滑轮顶点高为h,开始时物体静止于A点,且滑轮两侧的绳都竖直绷紧,汽车以速度v水平向右匀速直线运动,至汽车与连接的细绳水平方向的夹角为60°,(不计一切摩擦)则(  )
A.在运动过程中,物体m一直做加速运动
B.运动过程中,细绳对物体的拉力总是等于mg
C.在绳与水平方向的夹角为60°时,物体m上升的速度为$\frac{v}{2}$
D.在绳与水平方向的夹角为60°时,拉力功率等于$\frac{1}{2}$mgv

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,得到质量为m的物体的速度的表达式,进而分析出物体的运动规律;然后根据功率的表达式分析.

解答 解:A、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.
则物体速度为:v′=vcosθ,由于θ逐渐变小,故货物加速上升,故A正确.
B、由A分析可得,物体处于超重状态,细绳对物体的拉力总是大于mg,故B错误.
C、由A分析知,当θ=60°时,货物速度为$vcos60°=\frac{1}{2}v$,故C正确.
D、由于拉力大于mg,故结合C分析可得,在绳与水平方向的夹角为60°时,拉力功率大于$\frac{1}{2}$mgv,故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,知道物体处于超重状态,最后瞬时功率表达式分析讨论.

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