问题
问答题
如图所示的装置中,轻绳将A、B相连,B置于光滑水平面上,拉力F使B以1m/s匀速的由P运动到Q,P、Q处绳与竖直方向的夹角分别为α1=37°,α2=60°.滑轮离光滑水平面高度h=2m,已知mA=10kg,mB=20kg,不计滑轮质量和摩擦,求在此过程中拉力F做的功(取sin37°=0.6,g取10m/s2)

答案
A的速度等于绳子收缩的速度,则由运动的合成与分解可得:
物体在P点时,A上升的速度V1=vsinα1=0.6m/s;
物体拉到Q点时,A上升的速度V1′=vsinα2=
m/s;3 2
由几何关系可知,物体A上升的高度h′=
-h cosα2
=1.5mh cosα1
由动能定理可得:
WF-mgh′=
mv12;1 2
解得:WF=mAgh′+
mAv1′2-1 2
mv12=150+3.75-1.8J=151.95J;1 2
拉力做功为151.95J.