h= ①2分W = mgh ②2分 查看更多

 

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人移動時對繩的拉力不是恒力,重物不是做勻速運動也不是做勻變速運動,故無法用W=Fscosθ求對重物做的功,需從動能定理的角度來分析求解.
當(dāng)繩下端由A點移到B點時,重物上升的高度為:h=
H
sinθ
-H=
H(1-sinθ)
sinθ

重力做功的數(shù)值為:WG=
mgH(1-sinθ)
sinθ

當(dāng)繩在B點實際水平速度為v時,v可以分解為沿繩斜向下的分速度v1和繞定滑輪逆時針轉(zhuǎn)動的分速度v2,其中沿繩斜向下的分速度v1和重物上升速度的大小是一致的,

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從圖中可看出:v1=vcosθ
以重物為研究對象,根據(jù)動能定理得:W-WG=
1
2
m
v21
-0

解得:W=
mgH(1-sinθ)
sinθ
+
mv2cos2θ
2

答:在這個過程中,人對重物做的功為
mgH(1-sinθ)
sinθ
+
mv2cos2θ
2

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如圖甲所示,水平桌面上固定有一位于豎直平面內(nèi)的弧形軌道A,其下端的切線是水平的,軌道的厚度可忽略不計.將小鐵塊B從軌道的固定擋板處由靜止釋放,小鐵塊沿軌道下滑,最終落到水平地面上.若測得軌道末端距離水平地面的高度為h,小鐵塊從軌道飛出到落地的水平位移為x,已知當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間.
(1)小鐵塊從軌道末端飛出時的速度v=
x
g
2h
x
g
2h

(2)若軌道A粗糙,現(xiàn)提供的實驗測量工具只有天平和直尺,為求小鐵塊下滑過程中克服摩擦力所做的功,在已測得h和x后,還需要測量的物理量有
小鐵塊沿軌道下滑的高度H和小鐵塊的質(zhì)量m
小鐵塊沿軌道下滑的高度H和小鐵塊的質(zhì)量m
(簡要說明實驗中所要測的物理量,并用字母表示).小鐵塊下滑過程中克服摩擦力所做功的表達式為W=
mgH-
mgx2
4h
mgH-
mgx2
4h
.(用已知條件及所測物理量的符號表示)
(3)若在豎直木板上固定一張坐標紙(如圖乙所示),并建立直角坐標系xOy,使坐標原點O與軌道槽口末端重合,y軸與重垂線重合,x軸水平.實驗中使小鐵塊每次都從固定擋板處由靜止釋放并沿軌道水平拋出.依次下移水平擋板的位置,分別得到小鐵塊在水平擋板上的多個落點,在坐標紙上標出相應(yīng)的點跡,再用平滑曲線將這些點跡連成小鐵塊的運動軌跡.在軌跡上取一些點得到相應(yīng)的坐標(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)…,利用這些數(shù)據(jù),在以y為縱軸、x為橫軸的平面直角坐標系中做出y-x2的圖線,可得到一條過原點的直線,測得該直線的斜率為k,則小鐵塊從軌道末端飛出的速度v=
g
2k
g
2k
.(用字母k、g表示)

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