题目内容
在大型文艺节目《白云之帆》表演中,由地面上近1200人用绳索拉着180名演员上演着“空中飞人”。九分钟的时间里,180名塔沟武校的武林小子在帆屏上时而俯冲而下,时而攀沿升空,演绎了一场世界罕见的惊险、刺激却又浪漫、温馨的节目。现在把他们某次训练过程中的情节简化成如下模型:如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量m=50kg的演员从静止竖直向上拉高28m,用时t=7s,演员在竖直方向上先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动后静止在高空。其加速和减速过程中的加速度之比为2:5,忽略滑轮的质量和滑轮与轴之间的摩擦力。求:
(1)演员在匀加速上升过程中的加速度;
(2)演员在匀减速上升过程中绳子对地面上的人的拉力为多少?(g=10m/s2)
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(1)根据匀加速直线运动和匀减速直线运动加速度的关系,a1t1=a
t2(2分),
匀加速运动的时间和匀减速运动的时间t=7s=t1+t2(2分),
对匀减速运动采取逆向思维,则运行的总位移
(2分)
代入数据可得a1=1.6m/s2 (2分) a2=4m/s2(2分)
(2)演员在匀减速上升过程由牛顿第二定律可得mg-T=ma2(2分) 解得T=300N(1分)
故轻绳对地面上的人的拉力F=T=300N(1分)
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