如图所示,某人通过一根跨过定滑轮的轻绳提升一个质量为m的重物,开始时人在滑轮的正下方,绳下端A点离滑轮的距离为H.人由静

如图所示,某人通过一根跨过定滑轮的轻绳提升一个质量为m的重物,开始时人在滑轮的正下方,绳下端A点离滑轮的距离为H.人由静止拉着绳向右移动,当绳下端到B点位置时,人的速度为v,绳与水平面夹角为θ.问在这个过程中,人对重物做了多少功?
daisy126103 1年前 已收到3个回答 举报

pradaye 春芽

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解题思路:将人的速度方向沿着平行绳子方向和垂直绳子方向正交分解,求解出拉绳子的速度;人对重物做的功等于掌握机械能的增加量.

人移动时对绳的拉力不是恒力,重物不是做匀速运动也不是做匀变速运动,故无法用W=Fscosθ求对重物做的功,需从动能定理的角度来分析求解.
当绳下端由A点移到B点时,重物上升的高度为:h=
H
sinθ−H=
H(1−sinθ)
sinθ
重力做功的数值为:WG=
mgH(1−sinθ)
sinθ
当绳在B点实际水平速度为v时,v可以分解为沿绳斜向下的分速度v1和绕定滑轮逆时针转动的分速度v2,其中沿绳斜向下的分速度v1和重物上升速度的大小是一致的,

从图中可看出:v1=vcosθ
以重物为研究对象,根据动能定理得:W人−WG=
1
2m
v21−0
解得:W人=
mgH(1−sinθ)
sinθ+
mv2cos2θ
2
答:在这个过程中,人对重物做的功为
mgH(1−sinθ)
sinθ+
mv2cos2θ
2.

点评:
本题考点: 动能定理的应用.

考点点评: 本题中拉力是变力,关键根据运动的合成与分解知识求解出重物的速度,然后根据动能定理列式求解拉力的功.

1年前

9

里有座庙庙 幼苗

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开始时,人速度为0,重物速度也为0;当人到B点时,重物速度V1与人速度V的关系是:
V1=V*cosθ
人对重物做的功等于重物机械能的增加。
所以 W人=mgh+m*V1^2 / 2
重物上升的距离h等于滑轮右侧绳子长度增加的部分,即 h=(H/sinθ)- H
其中,H是开始时右侧绳子长度,H/sinθ 是后来右侧绳子的长度(直角三角形的斜边)。
...

1年前

2

huoxialai 幼苗

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人对重物所做的功=重物上升的重力势能+动能=mgh+m*速度的平方/2
sinθ=H/L》》》》》L=H/sinθ
h=L-H=(H/sinθ)—H
(H指B点到滑轮点的距离)

1年前

2
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