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,如图所示.现在将选手简化为质量m=60kg的质点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角
,绳的悬挂点O距水面的高度为H = 3m.,绳长l = 2m,,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
.(
)
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(1) 求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;
(2) 若选手摆到最低点时松手,求选手在浮台上的落点距岸边的水平距离;
(3) 若选手摆到右端最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力f1 = 800N,平均阻力
,求选手落入水中的深度d.
【答案】
(1)1080N(2)
(3)1.2 m
【解析】(1) 机械能守恒
①(2分)
圆周运动 F′-mg=m
(2分)
解得 F′=(3-2cos
)mg(2分)
人对绳的拉力 F=F′,则F=1080N(2分)
(2) X = vt (1分)
(1分)
(2分)
(3) 动能定理 mg(H-lcos
+d)-(f1+f2)d=0(1分)
则d =
,(1分)
解得d = 1.2 m (1分)
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