应的θ角,再由θ角求出相应的距离h,进而求出克服C端恒力F所做的功。对物块运用动能定理可求出物块下落过程中的最大速度Vm和最大距离H。(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恒等于mg,所以绳对物块拉力大小恒为mg,由平衡条件知:2θ120°,所以θ60°,由图22
知:hLtg30°L
1
(2)当物块下落h时,绳的C、D端均上升h’,由几何关系可得:h’
L2
f克服C端恒力F做的功为:WFh’
3
由1、2、3式联立解得:W(1)mgL(3)出物块下落过程中,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2就等于作用在C、D端的恒力F所做的功。因为物块下降距
0
离h时动能最大。由动能定理得0:mgh2W
4
9将1、2、3式代入40式解得:Vm
当物块速度减小为零时,物4块下落距离达到最大值H,绳C、D上升的距离为H’。由动2
能定理得:mgH2mgH’0,又4H’
L,联立解得:H。
3、如图31所示的传送皮带,其水平部分ab2米,bc4米,bc与水平面的夹角α37°,
一小物体A与传送皮带的滑动摩擦系数μ025,皮带沿图示方向运动,速率为2米秒。若
把物体A轻轻放到a点处,它将被皮带送到c点,且物体A一直没有脱离皮带。求物体A从
a点被传送到c点所用的时间。
分析与解:物体A轻放到a点处,它对传送带的相对运动向后,传送带对A的滑动摩擦
力向前,则A作初速为零的匀加速运动直到与传送带速度相同。设此段时间为t1,则:
a1μg025x1025米秒2
tva122508秒
设A匀加速运动时间内位移为S1,则:
设物体A在水平传送带上作匀速运动时间为t2,则设物体A在bc段运动时间为t3,加速度为a2,则:a2gSi
37°μgCos37°10x06025x10x084米秒2
f解得:t31秒(t32秒舍去)所以物体A从a点被传送到c点所用的时间tt1t2t30806124秒。4、如图41所示,传送带与地面倾角θ37°,AB长为16米,传送带以10米秒的速度匀速运动。在传送带上端A无初速地释放一个质量为05千克的物体,它与传送带之间的动摩擦系数为μ05,求:(1)物体从A运动到B所需时间,(2)物体从A运动到B的过程中,摩擦力对物体所做的功(g10米秒2)
分析与解:(1)当物体下滑速度小于传送带时,物体的加速度为α1(此时滑动摩擦
力沿斜面向下)则:t1vα110101米
当物体下滑速度大于传送带V10米秒时,物体的加速度为a2,(此时f沿斜面向上)则:
即:10t2t2211解得:t21秒(t211秒舍去)r