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如图所示,在一光滑水平面上放一个物体,人通过细绳跨过高处的定滑轮拉物体,使物体在水平面上运动,人以大小不变的速度v运动.当绳子与水平方向成θ角时,物体前进的瞬时速度是多大?

v=

解析:解法一:微元法

   设经过时间Δt,物体前进的位移Δs1=BC,如右图所示.过C点作CD⊥AB,当Δt→0时,∠BAC极小,在△ACD中,可以认为AC=AD,在Δt时间内,人拉绳子的长度为Δs2=BD,即为在Δt时间内绳子收缩的长度.

   由图可知

   BC=                       ①

   由速度的定义物体移动的速度为

   v=                  ②

   人拉绳子的速度v=     ③

   由①②③解之v=.

   解法二:分解法?

   绳子牵引物体的运动中,物体实际在水平面上运动,这个运动就是合运动,所以物体在水平面上运动的速度v是合速度,将v按如下图所示进行分解

   其中v=vcosθ,使绳子收缩

   v=vsinθ,使绳子绕定滑轮上的A点转动

   所以v=.


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