题目内容

当前,高楼遇险逃生措施及训练引起高度关注。有人设想在消防云梯上再伸出轻便的滑竿解救受困人员,解决云梯高度不够高的问题。如图所示,在一次消防演习中模拟解救被困人员,为了安全,被困人员使用安全带上挂钩挂在滑竿上从高楼A点沿滑杆下滑逃生。滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴在O处连接,将被困人员和挂钩理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失。AO长为=5m,OB长为=10m。竖直墙与云梯上端点B的间距=11m。滑杆A端用挂钩钩在高楼的固定物上,可自由转动。B端用铰链固定在云梯上端。挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为=0.8。(=10m/s2)

(1)若测得OB与竖直方向夹角为53°,求被困人员在滑杆AO上下滑时加速度的大小及方向?(sin37°=0.6,cos37°=0.8)

(2)为了安全,被困人员到达云梯顶端B点的速度大小不能超过6m/s,若A点高度可调,竖直墙与云梯上端点B的间距=11m不变,求滑杆两端点A、B间的最大竖直距离?

 

解:

(1)设杆OA、OB与水平方向夹角为α、β,由几何关系:

d=L1cosα+L2cosβ                              

得出AO杆与水平方向夹角α=53°                        

由牛顿第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma                

在AO段运动的加速度:a=gsin53°-μgcos53°=3.2 m/s2

方向沿AO杆向下。                             

 (2)设滑竿两端点AB的最大竖直距离为h,对下滑全过程由动能定理得

mgh-μmgL1cosα′-μmgL2cosβ′=-0        

其中d=L1cosα′+L2cosβ′=11,  v ≤6 m/s           

所以:≤ 10.6m                        

又因为若两杆伸直,AB间的竖直高度为

                          

所以AB间最大竖直距离应为hm=10.2m。                 

解析:略

 

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