轮滑运动员与滑轮总质量为M,运动员手托着一个质量为m的彩球,在半圆形轨道上及空中进行表演,如图所示.运动员从半圆轨道边缘a由静止开始下滑,冲上轨道另一边等高点b后继续竖直上

轮滑运动员与滑轮总质量为M,运动员手托着一个质量为m的彩球,在半圆形轨道上及空中进行表演,如图所示.运动员从半圆轨道边缘a由静止开始下滑,冲上轨道另一边等高点b后继续竖直上升,到达最高点时立即竖直上抛手中的彩球.彩球从手中抛出到最高点时间t恰等于运动员离开b点运动到最高点时的时间.设在半圆形轨道运动过程中需要克服阻力做功为Wf,不计空气阻力.
求:(1)人抛出彩球时对彩球所做的功.
(2)人在圆形轨道中所做的功.
物理人气:674 ℃时间:2019-11-05 20:09:44
优质解答
(1)人抛出彩球时彩球的速度为:v1=gt
对彩球,由动能定理得人抛出彩球时对彩球所做的功为:W1=
1
2
m
v21
=
1
2
mg2t2

(2)据题得人冲出b点时的速度为:v2=v1=gt
对人(包括彩球)从a到b的过程,由动能定理得:
W-Wf=
1
2
(M+m)
v22

解得人在圆形轨道中所做的功为:W=Wf+
1
2
(M+m)g2t2

答:(1)人抛出彩球时对彩球所做的功是
1
2
mg2t2

(2)人在圆形轨道中所做的功是Wf+
1
2
(M+m)g2t2
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