高一物理做功难题

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/04 08:52:17
如图所示,用恒力F拉绳,使物体沿水平地面从A移动到B,AB=s,图中角a,b已知,(绳子不可伸长;不计绳滑轮质量和滑轮摩擦),求F对物体做的功。

解:令角a,b两绳的夹角为c。A到滑轮长L1,B到滑轮长L2

由三角形定则:c=b-a

又由正弦定理知:sinc/s=sina/L2 sinc/s=sin(180°-b)/L1

解得:L2=sina*s/sinc L1=cosb*s/sinc

所以F作用距离L=L1-L2=(cosb-sina)*s/sin(b-a)

于是求F对物体做的功W=FL=F(cosb-sina)*s/sin(b-a)

如果以物体为研究对象,以中学的知识肯定计算不出来!则以滑轮处绳子的一点作为研究对象!
W=FX(X为绳子收缩的距离)(1)
假设滑轮距地面高度为h
根据数学几何知识有:X=h(1/sina-1/sinb)(2)
h(1/tga-1/tgb)=s(3)
联立(1)(2)(3)解得
W=……(自己算一下)

你计算出绳子前后的长度之差,乘以作用在绳子上的恒立F几位该力所做的总功。
由正弦定律即可求的
绳长L1=S*sinA/sin(B-A)
L2=S*sinB/sin(B-A)
总功W=F(L2-L1)
=F*S*(sinA-sinB)/sin(B-A)

以绳为参照,将物体受到的合力(绳的拉力、重力、地面支持力)分解为沿绳方向的力F和与绳方向垂直的力N两部分 由于力是沿绳方向 N不做功 W=F*dS dS即为滑轮与物体之间绳长的变化 设台高为H 开始时绳长为H/sin(a),结束时绳长为H/sin(b),即dS=H/sin(a)-H/sin(b),又有H/tan(a)-H/tan(b)=s 求出H 代入求出dS,即可得到W 答案很复杂 但是不难算 LZ自己算一下 因为这个不方便写公式 就不写了