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.(

(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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