Question

【题目】某电视台“快乐向前冲”节目的场地设施如图所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上漂浮着一个半径为R、角速度为ω、铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为L，平台边缘与转盘平面的高度差为H．选手抓住悬挂器可以在电动机的带动下，从A点下方的平台边缘处沿水平方向做初速度为零、加速度为a的匀加速直线运动．选手必须作好判断，在合适的位置释放，才能顺利落在转盘上．设人的质量为m（不计身高），人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加速度为g．

（1）假设选手落到转盘上瞬间相对转盘速度立即变为零，为保证他落在任何位置都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？

（2）若已知H＝5m，L＝8m，a＝2m/s2，g＝10m/s2，且选手从某处C点释放能恰好落到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间释放悬挂器的？

Answer 1

【答案】（1）（2）t=3s

【解析】试题分析:（1）设人落在距圆心R处不至被甩下，最大静摩擦力提供向心力，则有：

即转盘转动的角速度满足：

（2）沿水平加速段位移为x1，时间为t1；平抛运动的水平位移为x2，时间为t2．则加速时有：

v=at1

平抛运动阶段：x2=vt2

全程水平方向：x1+x2=L

代入数据，联立各式解得：t1=2s

平抛运动的时间：

故从平台出发至落到转盘上所用总时间为：t=t1+t2=2+1=3s