题目内容

(16分)广州亚运会开幕式文艺表演最震撼人心的节目当数《白云之帆》篇章,是由地面上近1400人用绳索拉着的180名演员上演“空中飞人”。9分钟的时间里,180名塔沟武校的武林小子在帆屏上时而俯冲而下,时而攀缘升空,演绎了一场世所罕见的惊险、刺激却又浪漫、温馨的节目.现在把他们某次训练过程中的情节简化成模型:如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量m="60" kg的演员从静止竖直向上拉高24 m,用时t="6" s,演员在竖直方向上先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动后静止在高空。其加速和减速过程中的加速度之比为1∶5,忽略滑轮的质量和滑轮与轴之间的摩擦力.求:

(1)演员在匀加速上升过程中的加速度;
(2)演员在匀加速上升过程中轻绳对地面上的人的拉力为多少?(g=10 m/s2)

(1)(2)

解析试题分析:(1)设演员在匀加速和匀减速过程中所用时间分别是,加速度大小分别为,因为匀加速的末速度即为匀减速的初速度.
所以            (2分)
又因为           (2分)
得:         (1分) 
匀减速到0的过程可以逆向看做初速度0的匀加速直线运动,那么总的高度
          (2分)
代入数据得:          (1分)
(2)
演员在匀加速上升过程中,由牛顿第二定律可得:
          (4分)
解得:         (2分)
轻绳对地面上的人的拉力为          (2分)
考点:匀变速直线运动 牛顿第二定律

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