将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程…_2024全国高考物理第11题答案解析 | 高考真题检索

Question

11．将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程中重物与楼墙保持一定的距离。如图，一种简单的操作方法是一人在高处控制一端系在重物上的绳子 $P$ ，另一人在地面控制另一根一端系在重物上的绳子 $Q$ ，二人配合可使重物缓慢坚直下降。若重物的质量 $m=42 \mathrm{~kg}$ ，重力加速度大小$g=10 \mathrm{~m} / \mathrm{s}^{2}$ ，当 $P$ 绳与坚直方向的夹角 $\alpha=37^{\circ}$ 时，$Q$ 绳与坚直方向的夹角 $\beta=53^{\circ},\left(\sin 37^{\circ}=0.6\right)$
（1）求此时 $P 、 Q$ 绳中拉力的大小；

（2）若开始坚直下降时重物距地面的高度 $h=10 \mathrm{~m}$ ，求在重物下降到地面的过程中，两根绳子拉力对重物做的总功。
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Accepted Answer

(1) $1200 \mathrm{~N}, ~ 900 \mathrm{~N}$; (2) $-4200 \mathrm{~J}$

【答案】① $1200 \mathrm{~N}, ~ 900 \mathrm{~N} ;(2)-4200 \mathrm{~J}$
【解析】
【详解】（1）重物下降的过程中受力平衡，设此时 $P , Q$ 绳中拉力的大小分别为 $T_{1}$ 和 $T_{2}$ ，坚直方向

$$ T_{1} \cos \alpha=m g+T_{2} \cos \beta $$

水平方向

$$ T_{1} \sin \alpha=T_{2} \sin \beta $$

联立代入数值得

$$ T_{1}=1200 \mathrm{~N}, \quad T_{2}=900 \mathrm{~N} $$

（2）整个过程根据动能定理得

$$ W+m g h=0 $$

解得两根绳子拉力对重物做的总功为

$$ W=-4200 \mathrm{~J} $$

将重物从高层楼房的窗外运到地面时，为安全起见，要求下降过程…——2024 高考物理第 11 题答案解析

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