(1)当物块所受的合外力为零时,加速度为零,此时物块下降距离为h.因为F恒定,所以两绳对物块拉力大小分别为F,两绳与竖直方向夹角均为θ,由平衡条件知: 2Fcosθ=mg2θ=120°,所以θ=60°, 由图知:h=Ltan30°=L
① (2)物块下落h时,绳的C、D端均上升h′由几何关系可得:h′=-L ② 克服C端恒力F做的功为:W=Fh′③ 由①②③式联立解得:W=(-1)mgL (3)在物块下落过程中,共有三个力对物块做功.重力做正功,两端绳子对物块的拉力做负功.两端绳子拉力做的功就等于作用在C、D端的恒力F所做的功.因为物块下降距离h时动能最大.由动能定理得:mgh-2W=m ④ 将①②③式代入④式解得:vm= 当物块速度减小为零时,物块下落距离达到最大值H,绳C、D上升的距离为H’.由动能定理得: mgH-2mgH′=0,又H′=-L, 联立解得:H=l. 答:(1)当物块下落距离h为时,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(-1)mgL. (3)物块下落过程中的最大速度vm为,最大距离H为l. |