题目内容
【题目】暑假里，小明去游乐场游玩，坐了一次名叫“摇头飞椅”的游艺机，如图1所示，该游艺机顶上有一个半径为4. 5m的“伞盖”，“伞盖”在转动过程中带动下面的悬绳转动，其示意图如图2所示。“摇头飞椅”高O1O2=5. 8m，绳长5m。小明挑选了一个悬挂在“伞盖”边缘的最外侧的椅子坐下，他与座椅的总质量为40kg。小明和椅子的转动可简化为如图2所示的圆周运动。在某段时间内，“伞盖”保持在水平面内稳定旋转，绳与竖直方向夹角为37。g取10m/s2，sin37=0. 6， cos37=0. 8，在此过程中，求：
（1）座椅受到绳子的拉力大小；
（2）小明运动的线速度大小；
（3）小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，求落地点与游艺机转轴（即图2中O1点）的距离（保留两位有效数字）。
【答案】（1）500N（2）7.5m（3）8.9m
【解析】
（1）对小明受力分析，根据竖直方向合力为零求得绳子的拉力；（2）根据牛顿第二定律求得线速度；（3）小明随身带的玻璃球从座椅上不慎滑落，然后做平抛运动，即可求得
（1）向心力沿水平方向，由平行四边形定则，得拉力：
（2）由牛顿第二定律，得：
，其中
解得：v=7.5m/s
（3）由几何关系，座椅离地高度h=2m，由平抛运动规律，得：x=vt，
解得：x=4.5m
由勾股定理，得落地点与游艺机中心距离为：
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