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精英家教网如图所示为杂技“顶杆”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直杆,杆上一质量为m的人以加速度a加速下滑,求:
(1)质量为m的人所受的摩擦力大小f;
(2)杆对站在地上的人的压力大小F.
分析:竿对“底人”的压力大小应该等于竿的重力加上竿上的人对杆向下的摩擦力,竿的重力已知,求出竿上的人对杆向下的摩擦力就可以了.
解答:解:(1)对竿上的人分析:受重力mg、摩擦力Ff
有 mg-Ff=ma;
所以 Ff=m(g-a),
(2)竿对人有摩擦力,人对竿也有反作用力--摩擦力,且大小相等,方向相反,
对竿分析:受重力Mg、竿上的人对杆向下的摩擦力Ff′、顶竿的人对竿的支持力FN,有Mg+Ff′=FN
又因为竿对“底人”的压力和“底人”对竿的支持力是一对作用力与反作用力,
由牛顿第三定律,得到FN′=Mg+Ff′=(M+m)g-ma.
答:(1)质量为m的人所受的摩擦力大小Ff=m(g-a);
(2)杆对站在地上的人的压力大小(M+m)g-ma.
点评:由于人加速下滑,处于失重状态,人对竿的作用力并不等于人的重力,这是在解答本题的过程中常出现的错误,注意这一点这道题就可以解决.
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