题目内容

宇航员登上某一星球并在该星球表面做实验,用一根不可伸缩的轻绳跨过轻质定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的宇航员拉住,如图所示。宇航员的质量,吊椅的质量,当宇航员与吊椅以的加速度匀加速上升时,宇航员对吊椅的压力为l75N。(忽略定滑轮摩擦)

(1)求该星球表面的重力加速度

(2)若该星球的半径,地球半径,地球表面的重力加速度,求该星球的平均密度与地球的平均密度之比

解:

设宇航员受到绳向上的拉力为F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉

力相等,吊椅受到绳的拉力也是F。对他和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:      (2分)

设吊椅对宇航员的支持力为FN,压力为,由牛顿第三定律得:

  (1分)

对宇航员,由牛顿第二定律         (2分)

代入数值解得g=6m/s2        (2分)

(2)由星球密度          (2分)

和 (2分)

得该星球的平均密度与地球的平均密度之比(2分)

代入数值解得   (2分)

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