Question

16．如圖所示，汽車(chē)通過(guò)輕質(zhì)光滑的定滑輪，將一個(gè)質(zhì)量為m的物體從井中拉出，繩與汽車(chē)連接點(diǎn)距滑輪頂點(diǎn)高h(yuǎn)，開(kāi)始時(shí)物體靜止，滑輪兩側(cè)的繩都豎直繃緊，汽車(chē)以v向右勻速運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到跟汽車(chē)連接的細(xì)繩與水平方向的夾角為30°，則（　�。�

• A． 從開(kāi)始到繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，拉力做功等于mgh
• B． 當(dāng)繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，物體上升的速度為$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$v
• C． 當(dāng)繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，物體上升的速度為$\frac{{2\sqrt{3}}}{3}$v
• D． 在繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，拉力功率大于mg$\frac{{\sqrt{3}}}{2}$v

Answer 1

分析 將車(chē)的速度分解為沿繩方向和垂直繩子方向，沿繩子的方向的分速度等于物體的速度，結(jié)合動(dòng)能定理求出拉力做功的大小．拉力的大小大于重力，結(jié)合功率的公式判斷拉力的功率大�。�

解答 解：A、當(dāng)繩與水平方向的夾角為30°時(shí)，根據(jù)平行四邊形定則知，物體的速度$v′=vcos30°=\frac{\sqrt{3}}{2}v$，
根據(jù)動(dòng)能定理得，$W-mgh=\frac{1}{2}mv{′}^{2}$，解得拉力做功W=$mgh+\frac{1}{2}mv{′}^{2}$，故A錯(cuò)誤，B正確，C錯(cuò)誤．
D、拉力的大小大于mg，拉力的功率$Fvcos30°=F•\frac{\sqrt{3}}{2}v＞mg\frac{\sqrt{3}}{2}v$，故D正確．
故選：BD．

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵將找出車(chē)的合運(yùn)動(dòng)與分運(yùn)動(dòng)，正交分解后得到物體的速度表達(dá)式，最后根據(jù)功能關(guān)系分析討論．