h= ①2分W = mgh ②2分 查看更多

 

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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,

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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

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如图甲所示,水平桌面上固定有一位于竖直平面内的弧形轨道A,其下端的切线是水平的,轨道的厚度可忽略不计.将小铁块B从轨道的固定挡板处由静止释放,小铁块沿轨道下滑,最终落到水平地面上.若测得轨道末端距离水平地面的高度为h,小铁块从轨道飞出到落地的水平位移为x,已知当地的重力加速度为g.
(1)小铁块从轨道末端飞出时的速度v=
x
g
2h
x
g
2h

(2)若轨道A粗糙,现提供的实验测量工具只有天平和直尺,为求小铁块下滑过程中克服摩擦力所做的功,在已测得h和x后,还需要测量的物理量有
小铁块沿轨道下滑的高度H和小铁块的质量m
小铁块沿轨道下滑的高度H和小铁块的质量m
(简要说明实验中所要测的物理量,并用字母表示).小铁块下滑过程中克服摩擦力所做功的表达式为W=
mgH-
mgx2
4h
mgH-
mgx2
4h
.(用已知条件及所测物理量的符号表示)
(3)若在竖直木板上固定一张坐标纸(如图乙所示),并建立直角坐标系xOy,使坐标原点O与轨道槽口末端重合,y轴与重垂线重合,x轴水平.实验中使小铁块每次都从固定挡板处由静止释放并沿轨道水平抛出.依次下移水平挡板的位置,分别得到小铁块在水平挡板上的多个落点,在坐标纸上标出相应的点迹,再用平滑曲线将这些点迹连成小铁块的运动轨迹.在轨迹上取一些点得到相应的坐标(x1、y1)、(x2、y2)、(x3、y3)…,利用这些数据,在以y为纵轴、x为横轴的平面直角坐标系中做出y-x2的图线,可得到一条过原点的直线,测得该直线的斜率为k,则小铁块从轨道末端飞出的速度v=
g
2k
g
2k
.(用字母k、g表示)

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