Question

如图所示，在水平地面上匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻

如图所示，在水平地面上匀速直线运动的汽车，通过定滑轮用绳子吊起一个物体，若汽车和被吊物体在同一时刻的速度分别为v 1 和v 2 ，已知v 1 =v，且大小恒定不变，求：（1）两绳夹角为θ时，物体上升的速度v 2 ；（2）在汽车做匀速直线运动的过程中，物体是加速上升还是减速上升；（3）绳子对物体拉力F与物体所受重力mg的大小关系如何？

Answer 1

（1）小车的运动可分解为沿绳方向和垂直于绳的方向两个运动，设两段绳子夹角为θ， 由几何关系可得：v 2 =v 1 sinθ， （2）因v 1 ＜v 2 ，而当θ逐渐变大，故v 2 逐渐变大，物体有向上的加速度， （3）当加速上升时，处于超重状态，T＞mg， 答：（1）两绳夹角为θ时，物体上升的速度v 1 sinθ； （2）在汽车做匀速直线运动的过程中，物体是加速上升； （3）绳子对物体拉力F与物体所受重力mg大．

Answer 2

(1)将小车的运动依据实际效果分解为沿绳的直线运动和垂直于绳的圆周运动，如图所示，则有v2=v1sinθ，v1=v，所以v2=vsinθ.
(2)依据v2=vsinθ可知：当小车向左做匀速直线运动时，角度θ变大，因此绳的运动速度变大，物体将加速向上运动，即加速上升．
(3)物体加速上升，物体所受外力的方向竖直向上，而物体受重力和拉力的作用，显然拉力F大于物体的重力mg．