思路分析:先取木块作为研究对象,则由动能定理得:
WG+WT=mvB2-mvA2 ①
其中WG=-mg·AB,WT是轻绳上张力对木块做的功,由于力的方向不断变化,这显然是一个变力做的功,对象转换:
研究恒力F的作用点,在木块由A运动到B的过程中,恒力F的功WF=F(AC-BC),它在数值上等于WT。
故①式可变形为:-mgAB+F(AC-BC)=mvB2-mvA2,
代入数据解得vB=7 m/s。
答案:7 m/s
例题4 如图所示,用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一艘失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P,小船的质量为m,小船受到的阻力大小恒为f,经过A点时的速度大小为v0,小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为t1,A、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:
(1)小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf;
(2)小船经过B点时的速度大小v1;
(3)小船经过B点时的加速度大小a。
思路分析:(1)小船从A点运动到B点克服阻力做功
Wf=fd; ①
(2)小船从A点运动到B点,电动机牵引缆绳对小船做功
W=Pt1 ②
由动能定理有
③
由①②③式解得v1=; ④
(3)设小船经过B点时缆绳的拉力大小为F,绳与水平方向夹角为θ,电动机牵引缆绳的速度大小为v,则
P=Fv ⑤
v=v1cos θ ⑥
由牛顿第二定律有