[题目]如图所示.轻且不可伸长的细绳悬挂质量为的小圆球.圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内.框架槽在竖直方向.其质量为．自细绳静止于竖直位置开始.框架在的水平恒力作用下移至图中位置.此时细绳与竖直方向夹角为30°．绳长为0.2m.不计一切摩擦.g取．问:(1) 此过程中重力对小圆球做功为多少?(2) 外力F做功为多大?(3) 小圆球在此位置的� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】如图所示，轻且不可伸长的细绳悬挂质量为的小圆球，圆球又套在可沿水平方向移动的框架槽内，框架槽在竖直方向，其质量为．自细绳静止于竖直位置开始，框架在的水平恒力作用下移至图中位置，此时细绳与竖直方向夹角为30°．绳长为0.2m，不计一切摩擦，g取．问：

(1) 此过程中重力对小圆球做功为多少？

(2) 外力F做功为多大？

(3) 小圆球在此位置的瞬时速度大小是多少？（设此位置小圆球速度与框架槽速度间关系为）

【答案】（1）（2）2J （3）

【解析】

（1）小球重力所做功为

WG=-mgl（1-cosθ）①

代入数据得

WG=-0.13J②

（2）外力F做功

WF=Flsinθ③

代入数据得

WF=2J④

（3）将小球和框架槽看作一个系统，则有系统动能定理

⑤

其中vx为小球此时的速度，v为框架槽此时的速度．

由运动的分解得：

v＝vxcos30°⑥

联立求解，代入数据得：

vx=2.39m/s⑦

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