Question

輕而不可伸長的線懸掛質(zhì)量為m₁=0.5kg的圓柱體，線長L=0.4m，圓柱體又套在可沿水平方向移動(dòng)的框架內(nèi)，框架槽沿豎直方向放置，框架質(zhì)量為m₂=0.2kg，自懸線靜止于豎直位置開始，框架在水平力F=20N的作用下水平向右移動(dòng)，如圖所示，當(dāng)懸線與豎直方向成37°角時(shí)，圓柱體速度為

3.74

m/s，在此過程中水平力F做功為

4.8

J．

Answer 1

分析：對系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)能定理，抓住拉力做功、重力做功，結(jié)合小球和框架槽的速度關(guān)系，求出球和框架槽的速度大�。�

解答：解：
（2）外力F做功W_F=Flsin37°=20×0.4×0.6J=4.8J．
將小球和框架槽看作一個(gè)系統(tǒng)，則有系統(tǒng)動(dòng)能定理：W_F-m₁gL（1-cos37°）=

1

2

m1

v

2 1

+

1

2

m2

v

2 2

，其中v₁和v₂為圓柱體和框架的速度．
由運(yùn)動(dòng)的分解得：v₂=v₁cos37°
代入上述方程解得，v₂=3.74m/s
故答案為：3.74，4.8

點(diǎn)評：解決本題的關(guān)鍵知道小球和框架槽間的速度關(guān)系，對系統(tǒng)運(yùn)用動(dòng)能定理求解．