题目内容
在2008年北京残奥会开幕式上,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韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探求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70 kg,吊椅的质量为10 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10 m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1 m/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。
设运动员受到绳向上的拉力为F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:
--------(3分)
F=440N --------(3分)
由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力F′=440N--------(1分)
(2)设吊椅对运动员的支持力为FN,对运动员进行受力分析如图所示,则有:
--------(3分)
FN=330N. --------(3分)
由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为330N . --------(1分)
解析:
略
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