题目内容

在一次抗洪救灾工作中,一架直升机A 用长H = 50m 的悬索(重力可忽略不计)系住一质量m = 50 kg 的被困人员B,直升机A 和被困人员B=10m/s 的速度一起沿水平方向匀速运动,如图甲所示.某时刻开始收悬索将人吊起,在t= 5s的时间内,AB之间的竖直距离以l= 50-t2 (单位:m)的规律变化,取

(1)求这段时间内悬索对人的拉力大小.

(2)求在5s 末人的速度大小及该5s 内人的位移大小.

(3)直升机在t = 5s 时停止收悬索,但发现仍然未脱离洪水围困区,为将被困人员B 尽快运送到安全处,飞机在空中旋转后静止在空中寻找最近的安全目标,致使被困人员B 在空中做圆周运动,如图乙所示.此时悬索与竖直方向成37°角,不计空气阻力,求被困人员B 做圆周运动的线速度以及悬索对被困人员B 的拉力.( sin 37°=0.6 ,cos37°=0.8 )

(1) 600N (2)   (3)625N


解析:

⑴被困人员在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上被困人员的位移

,由此可知,被困人员在竖直方向上做初速度为零、加速度的匀加速直线运动  

由牛顿第二定律可得    

解得悬索的拉力     

⑵被困人员5s末在竖直方向上的速度为    

合速度    

竖直方向的位移  ,水平方向的位移,合位移

  

时悬索的长度,旋转半径,由

解得     

此时被困人员B的受力情况如图所示,由图可知

解得     

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