Question

如圖所示，木箱高為L，其底部有一個(gè)小物體Q（可視為質(zhì)點(diǎn)），現(xiàn)用力豎直向上拉木箱，使木箱由靜止開始向上運(yùn)動(dòng)．若保持拉力的功率不變，經(jīng)過時(shí)間t，木箱達(dá)到最大速度，這時(shí)讓木箱突然停止，小物體會(huì)繼續(xù)向上運(yùn)動(dòng)，且恰能到達(dá)木箱頂端．已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，則木箱的最大速度為

2gL

，時(shí)間t內(nèi)木箱上升的高度為

t

2gL

-L

．

Answer 1

分析：分析物體的運(yùn)動(dòng)過程，注意其中物理量的變化．
選擇正確的研究對象運(yùn)用物理規(guī)律求出問題．
求木箱的最大速度可以轉(zhuǎn)換求解小物體的豎直上拋的初速度．
對整體應(yīng)用動(dòng)能定理求解時(shí)間t內(nèi)木箱上升的高度．

解答：解：設(shè)木箱和小物體的總質(zhì)量為M．當(dāng)木箱達(dá)到最大速度時(shí)，拉力F=Mg．
設(shè)最大速度為v，
木箱達(dá)到最大速度，這時(shí)讓木箱突然停止，
小物體會(huì)以最大速度V繼續(xù)向上做勻減速運(yùn)動(dòng)，且恰能到達(dá)木箱頂端．
由v²=2gL，得：v=

2gL

對整體應(yīng)用動(dòng)能定理
Pt-Mgh=

1

2

Mv²，
而P=Fv=Mgv，代入上式得：
Mgvt-Mgh=

1

2

Mv²，
解得：h=t

2gL

-L
故答案為：

2gL

，t

2gL

-L

點(diǎn)評：對于木箱的運(yùn)動(dòng)由于是一個(gè)變加速運(yùn)動(dòng)，對應(yīng)最大速度的求解不可用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式呢，可以轉(zhuǎn)換研究對象．
對應(yīng)位移的求解不可用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式呢，可以運(yùn)用動(dòng)能定理．