如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量为m=40kg的演员从静止开始沿竖直方向向上拉起,演员先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动直到静止.演员加速运动与减速运动过程中的
问题描述:
如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量为m=40kg的演员从静止开始沿竖直方向向上拉起,演员先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动直到静止.演员加速运动与减速运动过程中的加速度大小之比为1:4,全过程用时t=l0s,上升的高度h=l0m.忽略滑轮的质量及摩擦,求在演员上升过程中,绳子拉力对演员做功的最大功率(重力加速度g取l0m/s2).
答
匀加速的末速度即为匀减速的初速度
如图所示,则有:
a2=4a1 ①
t=t1+t2 ②
h=h1+h2 ③
加速时,v=a1t1
h1=
vt11 2
减速时,v=a2t2
h2=
vt21 2
联立上式,得v=2m/s,a1=
m/s21 4
设演员加速上升过程中绳子的拉力为F,拉力对演员做功的最大功率为P,则
F-mg=ma1
P=Fv
解得:P=820W
答:绳子拉力对演员做功的最大功率为820W