题目内容
【题目】如图为某游乐设施的简化图,固定斜面的倾角θ=37,长度L=6m。某游客坐在平板小车上,通过拉跨过斜面顶端定滑轮的轻绳,使自己和小车一起缓慢上升到斜面的顶端,然后松开轻绳,让人和车一起沿斜面下滑,最终停在水平面上的P点。不计轻绳与滑轮的摩擦,忽略滑轮和人车大小的影响,斜面与水平面间用一小段圆弧平滑过渡,已知人的质量m=55kg,车的质量M=5kg,车在斜面及水平面上运动时所受的阻力均为压力的0.5倍,sin37=0.6,cos37=0.8。求:
(1)上升过程中,人的拉力大小;
(2)P点到斜面底端的距离。
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【答案】(1)300N;(2)2.4m
【解析】
(1)因人车整体缓慢上升,故整体受力平衡,沿斜面
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垂直于斜面
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且有
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可得
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由牛顿第三定律,人的拉力大小为
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(2)下滑过程
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可得
a=2m/s2
设人车整体到达斜面底端时,速度为v,则有
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解得
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从斜面底端到P点,由
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得
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由
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得
x=2.4m
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