輪滑運(yùn)動(dòng)員與滑輪總質(zhì)量為M,運(yùn)動(dòng)員手托著一個(gè)質(zhì)量為m的彩球,在半圓形軌道上及空中進(jìn)行表演,如圖所示.運(yùn)動(dòng)員從半圓軌道邊緣a由靜止開始下滑,沖上軌道另一邊等高點(diǎn)b后繼續(xù)豎直上升,到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)立即豎直上拋手中的彩球.彩球從手中拋出到最高點(diǎn)時(shí)間t恰等于運(yùn)動(dòng)員離開b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)的時(shí)間.設(shè)在半圓形軌道運(yùn)動(dòng)過(guò)程中需要克服阻力做功為W
f,不計(jì)空氣阻力.
求:(1)人拋出彩球時(shí)對(duì)彩球所做的功.
(2)人在圓形軌道中所做的功.
![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/0b46f21fbe096b630d1523d70f338744ebf8ac2d.jpg)
(1)人拋出彩球時(shí)彩球的速度為:v
1=gt
對(duì)彩球,由動(dòng)能定理得人拋出彩球時(shí)對(duì)彩球所做的功為:W
1=
m=
mg2t2(2)據(jù)題得人沖出b點(diǎn)時(shí)的速度為:v
2=v
1=gt
對(duì)人(包括彩球)從a到b的過(guò)程,由動(dòng)能定理得:
W
人-W
f=
(M+m)解得人在圓形軌道中所做的功為:W
人=W
f+
(M+m)g2t2答:(1)人拋出彩球時(shí)對(duì)彩球所做的功是
mg2t2.
(2)人在圓形軌道中所做的功是W
f+
(M+m)g2t2.