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![]()
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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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