Question

輕而不可伸長的線懸掛質量為m₁=0.5kg的圓柱體，線長L=0.4m，圓柱體又套在可沿水平方向移動的框架內，框架槽沿豎直方向放置，框架質量為m₂=0.2kg，自懸線靜止于豎直位置開始，框架在水平力F=20N的作用下水平向右移動，如圖所示，當懸線與豎直方向成37°角時，圓柱體速度為    m/s，在此過程中水平力F做功為    J．

Answer 1

【答案】分析：對系統運用動能定理，抓住拉力做功、重力做功，結合小球和框架槽的速度關系，求出球和框架槽的速度大小．
解答：解：
（2）外力F做功W_F=Flsin37°=20×0.4×0.6J=4.8J．
將小球和框架槽看作一個系統，則有系統動能定理：W_F-m₁gL（1-cos37°）=+，其中v₁和v₂為圓柱體和框架的速度．
由運動的分解得：v₂=v₁cos37°
代入上述方程解得，v₂=3.74m/s
故答案為：3.74，4.8
點評：解決本題的關鍵知道小球和框架槽間的速度關系，對系統運用動能定理求解．