题目内容
(12分)如图所示,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。先托住物块,使绳处于水平拉直状态,由静止释放物块,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做功W为多少?
(3)求物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H?
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(1)此时
物块下降距离为h。因为F恒等于mg,所以绳对物块拉力大小恒为mg,由平衡条件知:2θ=60°,h=L×tg30°=
L
(2)当物块下落h时,h’=
-L克服C端恒力F做的功为:W=F×h’解得:W=(
-
1)mgL
(3)由动能定理得:mgh-2W=
解得Vm=![]()
物块速度为零时下落距离H,绳C、D上升的距离为H’。 mgH-2mgH’=0,又H’=
-L,联立解得:H=
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