如图所示,起重机将重物吊运到高处的过程中经过A、B两点,重物的质量m=500kg,A、B间的水平距离d=10m.重物自A点起,沿水平方向做v=1.0m/s的匀速运动,同时沿竖直方向做初速度为零、加速度a=0.2m/s2的匀加速运动,忽略吊绳的质量及空气阻力,取重力加速度g=10m/s2.求:(1)重物由A运动到B的时间;(2)重物经过B点时速度的大小;(3)由A到B的过程中,吊绳拉力的平均功率.

问题描述:

如图所示,起重机将重物吊运到高处的过程中经过A、B两点,重物的质量m=500kg,A、B间的水平距离d=10m.重物自A点起,沿水平方向做v=1.0m/s的匀速运动,同时沿竖直方向做初速度为零、加速度a=0.2m/s2的匀加速运动,忽略吊绳的质量及空气阻力,取重力加速度g=10m/s2

求:(1)重物由A运动到B的时间;
(2)重物经过B点时速度的大小;
(3)由A到B的过程中,吊绳拉力的平均功率.

(1)重物水平方向匀速运动,则运动时间t=

d
v
=
10
1
=10s

(2)竖直方向分速度:vy=at=0.2×10=2m/s,
B点合速度V=
v
2
0
+
v
2
y
=
12+22
=
5
m/s

(3)竖直方向位移Y=
1
2
at2
=
1
2
×0.2×102
=10m
W=FY=(mg+ma)Y=(500×10+500×0.2)×10=51000J,
P=
W
t
=
51000
10
=5100w
答:(1)重物由A运动到B的时间为10s;
(2)重物经过B点时速度的大小为
5
m/s

(3)由A到B的过程中,吊绳拉力的平均功率为5100w.
答案解析:(1)重物水平方向做匀速直线运动,根据 t=
d
v
 即可求解运动时间;
(2)重物竖直方向做匀加速直线运动,根据vy=at求解达到B点时竖直方向速度,再根据速度合成原则求解B点速度;
(3)A到B的过程中根据w=Fs求解吊绳对重物所做的功.根据p=
w
t
求解平均功率.
考试点:功率、平均功率和瞬时功率.
知识点:本题中的重物做的是类平抛运动,根据平抛运动的基本规律列式求解,根据公式p=
w
t
求解平均功率,难度适中.