Question

轻而不可伸长的线悬挂质量为m₁=0.5kg的圆柱体，线长L=0.4m，圆柱体又套在可沿水平方向移动的框架内，框架槽沿竖直方向放置，框架质量为m₂=0.2kg，自悬线静止于竖直位置开始，框架在水平力F=20N的作用下水平向右移动，如图所示，当悬线与竖直方向成37°角时，圆柱体速度为

3.74

m/s，在此过程中水平力F做功为

4.8

J．

Answer 1

分析：对系统运用动能定理，抓住拉力做功、重力做功，结合小球和框架槽的速度关系，求出球和框架槽的速度大小．

解答：解：
（2）外力F做功W_F=Flsin37°=20×0.4×0.6J=4.8J．
将小球和框架槽看作一个系统，则有系统动能定理：W_F-m₁gL（1-cos37°）=

1

2

m1

v

2 1

+

1

2

m2

v

2 2

，其中v₁和v₂为圆柱体和框架的速度．
由运动的分解得：v₂=v₁cos37°
代入上述方程解得，v₂=3.74m/s
故答案为：3.74，4.8

点评：解决本题的关键知道小球和框架槽间的速度关系，对系统运用动能定理求解．