题目内容

如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处,可将消防员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失。AO长为=5m,OB长为=10m。两堵竖直墙的间距=11m。滑杆A端用铰链固定在墙上,可自由转动。B端用铰链固定在另一侧墙上。为了安全,消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s,挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为=0.8。(=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8)

   (1)若测得消防员下滑时,OB段与水平方向间的夹角始终为37°,求消防员在两滑杆上运动时加速度的大小及方向;

   (2)若B端在竖直墙上的位置可以改变,求滑杆端点A、B间的最大竖直距离。

(1)设杆OA、OB与水平方向夹角为α、β,由几何关系:d=L1cosα+L2cosβ(1分)

       得出AO杆与水平方向夹角α=53°     (1分)

       由牛顿第二定律得mgsinθ-f=ma     (1分)

       f=μN   N=μmgcosθ  (1分 )

       在AO段运动的加速度:a1=gsin53°-μgcos53°=3.2 m/s2,方向沿AO杆向下。(2分)

       在OB段运动的加速度:a2=gsin37°-μgcos37°=-0.4 m/s2,方向沿BO杆向上。(2分)

   (2)对全过程由动能定理得 mgh-μmgL1cosα-μmgL2cosβ=-0(2分)

       其中d=L1cosα+L2cosβ,v ≤6 m/s(1分)

       所以:≤ 10.6m(1分)

       又因为若两杆伸直,AB间的竖直高度为

      (1分)

       所以AB最大竖直距离应为10.2m。(1分)

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网