题目内容

在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的指点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角=530,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取重力加速度g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6

⑴求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;

⑵若选手摆到最低点时松手, 小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。

 

【答案】

(1)机械能守恒 mgl(1-cos)=mv2  ……(2分)

圆周运动    F′-mgm……(1分)

解得    F′=(3-2cosmg

人对绳的拉力    FF′……(1分)

则  F=1080N……(1分)

    (2)选手从最低点开始做平抛运动       x=vt……(1分)

    H-l=……(1分)

    且有①式

    解得    x=2……(1分)

    当l=时,x有最大值   解得l=1.5m ……(2分)

【解析】略

 

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