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摄影组在某大楼边拍摄武打片,要求特技演员从地面竖直飞到高处如图所示.若特技演员的质量m=50kg,人和车均视为质点,g=10m/s2,导演从某房顶离地H=8m处架设了轮轴,轮和轴的直径之比为2

题目详情
摄影组在某大楼边拍摄武打片,要求特技演员从地面竖直飞到高处如图所示.若特技演员的质量m=50kg,人和车均视为质点,g=10m/s2,导演从某房顶离地H=8m处架设了轮轴,轮和轴的直径之比为2:1.若轨道车从图中A前进s=6m到B处时速度为v=5m/s,绕在轮上的细钢丝将特技演员拉起,则在此过程中特技演员(  )

A.克服重力做功1000J
B.合力做功225J
C.拉力做功2900J
D.机械能增加1225J
▼优质解答
答案和解析
A、由图可知,在这一过程中,连接轨道车的钢丝上升的距离为
h0=
s2+H2
-H=2m
轮和轴的直径之比为2:1.
所以演员上升的距离为h=2×2m=4m
此过程中特技演员重力做功WG=-mgh=-2000J,所以克服重力做功2000J.故A错误.
B、设轨道车在B时细线与水平方向之间的夹角为θ,将此时轨道车的速度分解,此时钢丝的
v=vcosθ=
vs
s2+H2
=3m/s,
由于轮和轴的角速度相同,则其线速度之比等于半径(直径)之比为2:1,
v=2v=6m/s
根据动能定理得:
合力做功W=△Ek=900J,故B错误.
C、根据动能定理得:
合力做功W=△Ek=WG+W
W=mgh+
1
2
mv2=2900J.故C正确.
D、根据功能关系可知,钢丝在一过程中对演员做的功等于演员机械能的增量,即
△E=W=2900J,所以机械能增加2900J,故D错误.
故选:C.