我国运动员侯斌坐在轮椅上靠自身牵引升空点燃主火炬,假设侯斌和轮椅的总质量为m,需要匀速上升高度h点燃主火炬.我的疑问是,运动员匀速拉绳子的力应该是mg/2,那么当运动员上升h高度的时

来源：学生作业帮助网编辑：作业帮时间：2024/05/05 16:45:25

我国运动员侯斌坐在轮椅上靠自身牵引升空点燃主火炬,
假设侯斌和轮椅的总质量为m,需要匀速上升高度h点燃主火炬.
我的疑问是,运动员匀速拉绳子的力应该是mg/2,那么当运动员上升h高度的时候,
重力势能增加了mgh,而人拉绳子的功才mgh/2,这样不是能量不守恒了吗?
哪里分析错误了呢?
一般做功都是考虑对地的呀，只有求摩擦力产生内能的时候才用
相对位移，为什么这里同样用相对位移？
似乎非常没有道理

“人拉绳子的功才mgh/2”是这里错了啊!人拉绳子的长度不是h,而是2h啊,是这样的：人拉绳子的力是mg/2,乘以手挽绳子的长度2h,人做功也是mgh.也就是说：人做功的力是mg/2,（匀速）但力的位移不是h,而是2h.因为：人拉的绳子端要下降h,轮椅端的绳子要上升h.那么人需要总共拉过2h长的绳子.人所做功W=(mg/2)*2h=mgh.即人做功所耗的能量,全部转化成了势能.所以能量还是守恒的.
回答补充：摩擦力产生内能是耗散力（摩擦力是耗散力）做功耗散能量；而人做功是生物能（化学能、人的内能）提供能量.注意：这里的能量形态在高中阶段一般不需要深入研究.如果深入,将会牵涉许多方面的更多的知识.

动员匀速拉绳子的力应该是mg，

人拉绳子的功不是mgh/2，人的拉力F拉绳的距离是2h,而F=mg/2，按功的计算公式，人拉绳子的功应是2hF=2h*mg/2=mgh。

你少考虑了人将自己拉上去的做功情况，这样才不守恒的。

错误的地方就是“运动员匀速拉绳子的力应该是mg/2”，因为这是定滑轮，运动员匀速拉绳子的力应该是mg，动滑轮的才是mg/2.明白吗？动滑轮和定滑轮的绳子受力是不一样的

人做功的力是mg/2，（匀速）但力的位移不是h，而是2h。人拉的绳子端要下降h，轮椅端的绳子要上升h。那么人总共拉过2h长的绳子。W=(mg/2)乘以2h=mgh。
那些“拉力为mg”上过高一的牛顿定律吗？

定滑轮，人拉绳子的力为mg。左右相同绳子段的力一样大，为mg，不是定滑轮，不需要除以2

人拉绳子的功才mgh/2”是这里错了啊！人拉绳子的长度不是h，而是2h啊，是这样的：人拉绳子的力是mg/2，乘以手挽绳子的长度2h,人做功也是mgh。也就是说：人做功的力是mg/2，（匀速）但力的位移不是h，而是2h。因为：人拉的绳子端要下降h，轮椅端的绳子要上升h。那么人需要总共拉过2h长的绳子。人所做功W=(mg/2)*2h=mgh。即人做功所耗的能量，全部转化成了势能。所以能量还是守恒的。...

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个人认为，人拉绳子的力是mg/2，但是绳子所受的力处处相等，所以绳子拉人的力也是mg/2，这样一来，人相当于都到mg的力，这样升高到h的时候重力做的功是mgh，能量是守恒的。

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老大呀，这个问题很简单呀。你把问题想复杂了。任何力的作用，要看施力物体与受力物体之间的关系。人与滑轮是在作相对运动，不需要第三者。拉绳只不过改变两者之间的距离，而不需要任何支点。因为在相对运动的物体中，可以通动滑轮的改变两者间的距离。这与人站在地上拉物体不样，因为有三个要素参与进来。人通过与大地的相对运动改变了在人与目标物体的距离，而对目标物体施加力。你首先要明白，判断目标物体是否运动，是看与参照物之间的位置是否改变。而施力的物体是与目标物还是与参照物发生作用。你说的问题，大地没有参与进来，也不是参照物，参照物是他们两者之间，因此相互作用，完全可以改变相对的位置。与引力大小无关，只看施力的人力量有没有能力通过滑轮把自己举起来。但从单个滑轮来说，没有任何省力的地方。与在人提起同等的重物是一样的。要计算所做的功，是人的拉力剩以拉动绳子的总长。而不是与地面的距离噢。只不过等效算法的时候直接用重力剩下高度就OK了。
如果人拉自己的鼻子是拉不上去的，因为施力物体与受力物体都是自己，它们之间的位置不会发生变化。没想道有这么多人，说得如此复杂。现在的物理学越来越简单了。你有此想法还算不错啦，因为你觉得有问题，只不过没学精。而回答的人，才是真正不明呀。呵呵

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分析物没选对，
要想考虑相对运动问题是，认准一个物体分析，
至只分析自己的话：
受向上，自己的拉力F
向下，自己的重力mg
匀速运动，所以F=mg
能量是守恒的，两个力作用的距离都是H
PS：定滑轮实质上是等臂杠杆,使用定滑轮改变力的方向,但不省力...

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分析物没选对，
要想考虑相对运动问题是，认准一个物体分析，
至只分析自己的话：
受向上，自己的拉力F
向下，自己的重力mg
匀速运动，所以F=mg
能量是守恒的，两个力作用的距离都是H
PS：定滑轮实质上是等臂杠杆,使用定滑轮改变力的方向,但不省力

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拉力做功的位移应是指力的作用点发生的位移。人上升h，则力作用点位移为2h。

好像滑轮也做功
把拉的人和侯斌和轮椅当总体
然后有相对位移

人拉绳子的功不是mgh/2，人相对于绳的距离是2h,而在那个方向的上力F=mg/2，所以按功的计算公式，人拉绳子的功应是2hF=2h*mg/2=mgh。

拉力做功距离为2h,你应该对绳分析
能量是守恒的

这好像不是高中的题吧？。。。应该是2009年江西中考题吧

如果对人来分析：受力为手上绳子对他拉力T1,背后绳子对他拉力T2,大小为T1=T2=G/2,对人做功包括这两者，人的能量变化为：T1 h+T2 h =Gh,满足功能原理。
换个角度，如果人是台机器（该机器根本不知道它的受力物为何），那么在计算它的输出功率时，自然得用它提供的力乘以相对它自身的位移，这时，机器提供的力：F=G/2,相对于它自身而言绳子移动的距离为2h。...

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做功的距离是2h。
做功的积累是力和轨迹的余弦积的积分，而不是简单的乘法。
就本题而言，为什么要用相对位移，因为你用的拉力不是直接单独对人和轮椅做功。还要负担了另一根线的位移。
打个比方，推着旋转木马转了一圈，从静止到运动，难道推的人没做功吗？那旋转木马怎么动起来了？...

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做功的距离是2h。
做功的积累是力和轨迹的余弦积的积分，而不是简单的乘法。
就本题而言，为什么要用相对位移，因为你用的拉力不是直接单独对人和轮椅做功。还要负担了另一根线的位移。
打个比方，推着旋转木马转了一圈，从静止到运动，难道推的人没做功吗？那旋转木马怎么动起来了？

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定滑轮不省力拉力应为mg
动滑轮才省力

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运动员匀速拉绳子的力应该是mg/2,但是拉人的绳子如图5-1-6所示有两根，根据定滑轮的性质我们知道两根绳子拉力均为mg/2,且均向上。所以人与轮椅所受合力为mg。当人上升h高度时拉力克服重力做功为mgh，能量守恒。
你也可以从另一个角度来理解，人的拉力为mg/2,当人升高h高度时人拉过的绳子长度为2h。这样人做功也是mgh，同样满足能量量守恒。如果你愿意把这样一种情况与摩擦力的情况相比较那也是可以的，不过你要知道这个摩擦力完全是重力的一种等效表现形式，如果你以绳子一端为参考点，那么绳子的张力等效于耗散力（摩擦力），大小为mg/2，此时乘以相对位移2h和摩擦力耗散体系是等效的。所以这种情况是可以类比摩擦力情景的，乘以相对位移也是可以理解的。
楼主从多个角度考虑问题是很好的，多换几个角度来考虑，容易锻炼一个人的思辨能力。相信楼主可以理解！

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当人上升了H时，此时是重力mg做功，拉了2H长，此时是摩擦力做功，要用人与绳子的相对位移来计算

这里对于运动员的拉分析错了。
定滑轮只改变作用力的方向，不省力
动滑轮（是变形的不等臂杠杆），省一半力不改变作用力方向。
该题中的是定滑轮不省力，即，侯斌的施力大小是自身重量=mg
故该题不存在能量不守恒问题。

网友推荐答案定滑轮，人拉绳子的力为mg。左右相同绳子段的力一样大，为mg，不是定滑轮，不需要除以2