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,

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,

题型:不详难度:来源:
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?魔方格
答案
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,

魔方格


从图中可看出:v1=vcosθ
以重物为研究对象,根据动能定理得:W-WG=
1
2
m
v21
-0

解得:W=
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
举一反三
如图所示为质谱仪的原理图.带正电粒子从静止开始经过电势差为U的电场加速后,从G点垂直于MN进入偏转磁场.该偏转磁场是一个以直线MN为上边界、方向垂直于纸面向外的匀强磁场,磁场的磁感应强度为B,带电粒子经偏转磁场后,最终到达照相底片上的H点.测得G、H间的距离为d,粒子的重力可忽略不计.设粒子的电荷量为q,质量为m,试证明该粒子的比荷为:
q
m
=
8U
B2d2
魔方格
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下列关于运动物体所受合外力做功和动能变化的关系正确的是(  )
A.如果物体所受合外力为零,则合外力对物体做的功一定为零
B.如果合外力对物体所做的功为零,则合外力一定为零
C.物体在合外力作用下做变速运动,动能一定发生变化
D.物体的动能不变,所受合外力一定为零
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图中ABCD是一条长轨道,其中AB段是倾角为θ的斜面,CD段是水平的,BC是与AB和CD都相切的一小段圆弧,其长度可以略去不计.一质量为m的小滑块在A点从静止状态释放,沿轨道滑下,最后停在D点,A点和D点的位置如图所示,现用一沿轨道方向的力推滑块,使它缓缓地由D点推回到A点,设滑块与轨道间的动摩擦系数为μ,则推力对滑块做的功等于(  )
A.mghB.2mgh
C.μmg(s+
h
sinθ
D.μmgs+μmgshcosθ
魔方格
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甲、乙、丙三物体的质量之比为m:m:m=1:2:3,它们沿水平面以一定的初速度在摩擦力的作用下减速滑行到停下来,滑行距离分别为s、s、s
(1)若它们与水平面间的动摩擦因数相同,初动能相同,则s:s:s=______.
(2)若它们所受的摩擦力相同,初动能相同,则s:s:s=______.
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图中,AB=AC=H,开始时绳AC处于竖直方向,小车从静止出发在水平路面上运动到B点时速度为v,在此过程中绳子对挂在井底、质量为m的物体做了多少功?魔方格
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