Question

一輛車通過一根跨過定滑輪的繩PQ提升井中質(zhì)量為m的物體，如圖所示：繩的P端拴在車后的掛鉤上，Q端拴在物體上，設繩的總長不變；繩的質(zhì)量、定滑輪的質(zhì)量和尺寸、滑輪上的摩擦都忽略不計．開始時，車在A點，左右兩側(cè)繩都已繃緊并且是豎直的，左側(cè)繩繩長為H．提升時，車加速向左運動，沿水平方向從A經(jīng)過B駛向C．設A到B的距離也為H，車經(jīng)過B點時的速度為V_B．求：
（1）當小車運動到B點時，物體的速度大�。�
（2）車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功？

Answer 1

分析：（1）對B點的速度分解為沿繩子方向和垂直于繩子方向，在沿繩子方向的速度等于物體的速度，根據(jù)平行四邊形定則求出物體的速度大小．
（2）從A到B的過程中，求出物塊上升的高度，根據(jù)動能定理求出繩子拉力做功的大�。�

解答：解：（1）當小車運動到B點時，繩子與水平方向的夾角為45度．
根據(jù)平行四邊形定則，物體的速度vQ=vBcos45°=

2

2

vB．
（2）在此過程中，Q上升的高度h=

2

H-H
根據(jù)動能定理得，W-(

2

-1)mgH=

1

2

mvQ2-0
解得W=(

2

-1)mgH+

1

2

mvQ2．
答：（1）當小車運動到B點時，物體的速度大小為

2

2

vB．
（2）車由A移到B的過程中，繩Q端的拉力對物體做的功(

2

-1)mgH+

1

2

mvQ2．

點評：本題考查了動能定理和速度的合成和分解綜合運用，難度中等，知道汽車沿繩子方向的分速度等于物體的速度．