题目内容
一个质量为60kg的体操运动员做“单臂大回环”训练，用一只手抓住单杠，伸展身体，以单杠为轴做圆周运动，如图所示．要完成此动作，运动员的臂力至少为（忽略空气阻力，g取10m/s2）（ ）分析：把人看成一个质点绕杠做圆周运动，在最高点时速度为0，根据动能定理或机械能守恒求出人在最低点时的速度v，由于在最低点合外力提供向心力，则人手臂的拉力和重力的合力提供向心力，算得此时人手臂的拉力为最小值．
解答：解：把人看成质量为m=60kg的质点，距杠距离为L绕杠做圆周运动，令人在最高点时的速度为v0，当人运动最低点时的速度根据动能定理可得：
mg2l=
mv2-
mv02得人的速度v=
可知，人在最低点时手臂的拉力和重力的合力提供向心力
则F-mg=m
即F=mg+m
=5mg+m
因为求F的最小值，故当v0=0时Fmin=5mg=3000N．
故选C．
mg2l=
| 1 |
| 2 |
| 1 |
| 2 |
| 4gl+v02 |
则F-mg=m
| v2 |
| R |
即F=mg+m
| v2 |
| R |
| v02 |
| l |
因为求F的最小值，故当v0=0时Fmin=5mg=3000N．
故选C．
点评：把人模型看成一个圆周运动的模型，令人在圆周运动中手臂中力最大时人运动到最低点，即此时手臂对人的拉力和人的重力提供人圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律列式求解．
练习册系列答案
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如图所示，有一个质量为60kg的物体放在水平地面上，物体与水平地面之间的滑动摩擦系数为0.2．现有一个人用跟水平方向成30°角的力F1拉它，而另一个人用跟水平方向成30°角的力F2推它，且已知F1=400N，F2=200N．则物体在这两个人作用下向右运动时的加速度大小为