题目内容
在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞跃到水面的平台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量为m=60㎏的质点,选手抓住绳子由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53°,绳子的悬挂点O距水面的高度为H=3m,不考虑空气阻力和绳子的质量,平台露出水面的高度不计,水足够深.取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6
(1)选手摆到最低点时对绳子拉力的大小
(2)绳子长L=2m,选手摆到最高点松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1=800N,平均阻力f2=700N,求选手落入水中的深度d.
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在平台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远.请通过推算说明你的观点.
(1)选手摆到最低点时对绳子拉力的大小
(2)绳子长L=2m,选手摆到最高点松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1=800N,平均阻力f2=700N,求选手落入水中的深度d.
(3)若选手摆到最低点时松手,小明认为绳越长,在平台上的落点距岸边越远;小阳却认为绳越短,落点距岸边越远.请通过推算说明你的观点.

(1)机械能守恒mgL(1-cosa)=
圆周运动 F-mg=
F=(3-2cosa)mg=1080N
根据牛顿第三定律得,F′=F=1080N
(2)根据动能定理得,
mg(H-Lcosa+d)-(f1+f2)d=0
d=
=1.2m
(3)选手从最低点作平抛运动x=vt
H-L=
mgL(1-cosa)=
解得X=2
当l=
时X有最大值,L=1.5m时落点距岸边最远,两人看法都不对.
答:(1)选手摆到最低点时对绳子拉力的大小为1080N.
(2)选手落入水中的深度d为1.2m.
(3)两人的观点都错误,当L=1.5m时落点距岸边最远.
mv2 |
2 |
圆周运动 F-mg=
mv2 |
L |
F=(3-2cosa)mg=1080N
根据牛顿第三定律得,F′=F=1080N
(2)根据动能定理得,
mg(H-Lcosa+d)-(f1+f2)d=0
d=
mg(H-Lcosa) |
f1+f2-mg |
(3)选手从最低点作平抛运动x=vt
H-L=
gt2 |
2 |
mgL(1-cosa)=
mv2 |
2 |
解得X=2
l(H-l)(1-cosa) |
当l=
H |
2 |
答:(1)选手摆到最低点时对绳子拉力的大小为1080N.
(2)选手落入水中的深度d为1.2m.
(3)两人的观点都错误,当L=1.5m时落点距岸边最远.

练习册系列答案
相关题目