在2008年*残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强...
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在2008年*残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力。
【回答】
【知识点】 牛顿第二定律;牛顿第三定律.C1 C2
【*解析】(1) 440 N,方向竖直向下 (2) 275 N,方向竖直向下 解析: (1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m,绳拉运动员的力为F 以运动员和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为(M+m)g、向上的拉力为2F 根据牛顿第二定律得:2F- (M+m)g=(M+m)a,解得:F=440 N 根据牛顿第三定律,运动员拉绳的力大小为440 N,方向竖直向下
(2)以运动员为研究对象,运动员受到三个力的作用:重力大小Mg、绳的拉力F、吊椅对运动员的支持力FN 根据牛顿第二定律得:F+FN-Mg=Ma,解得:FN=275 N 根据牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力大小为275 N,方向竖直向下
【思路点拨】(1)以人和吊椅为研究对象,对整体受力分析,由加速度可以求得对绳的拉力; (2)再以吊椅为研究对象,受力分析可以求得对吊椅的压力.分析多个物体的受力时,一般先用整体法来求得共同的加速度,再用隔离法分析单个物体的受力,求得物体的受力情况,本题就是典型的应用整体隔离法的题目.
知识点:牛顿第二定律
题型:计算题
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