Question

（13分）如圖，用跨過光滑定滑輪的纜繩將海面上一艘失去動力的小船沿直線拖向岸邊。已知的電動機(jī)功率恒為P，小船的質(zhì)量為m，小船受到的阻力大小恒為f，經(jīng)過A點時的速度大小為v₀，此時拖船纜繩與水平方向夾角為θ。小船從A點沿直線加速運動到B點時速度大小為v₁，A、B兩點間距離為d，纜繩質(zhì)量忽略不計。求：

(1)小船在A點時，電動機(jī)牽引繩的速度v和電動機(jī)對繩的拉力F為多少；
(2)小船在B點時的加速度大小a；
(3)小船從A點運動到B點經(jīng)過多少時間t

Answer 1

（1）F="P/v=P/" v₀cosθ （2）a="(P-f" v₁)/m v₁  （3）t=(mv₁²-mv₂²-2fd)/2P

試題分析：（1）據(jù)速度的分解原理
v=v₀cosθ
F=P/v=P/v₀cosθ       
（2）設(shè)小船經(jīng)過B點時繩的拉力為F＇，繩與水平方向夾角為φ，電動機(jī)牽引繩的速度為u,則
P=F^’u                    
u=v₁cosφ         
由牛頓第二定律有F^’cosφ-f=ma
a=(P-fv₁)/mv₁       
（3）小船從A點運動到B點牽引力做的功w=Pt，阻力做功W_f=fd
由動能定理有w-w_f=mv₁²/2-mv₀²/2
解得  t="(" mv₁²-mv₀²-2fd)/2P