题目内容

17.摄制组在某大楼边拍摄武打片,要求特技演员从地面飞到屋顶.为此导演在某房顶离地H=8m处架设了轮轴,如图所示,轮和轴的直径之比为3:1,特技演员的质量m=60kg,若轨道车从图中A前进s=6m到B处时速度为v=5m/s,人和车可视为质点,轮轴的质量不计,轮轴的大小相对于H可忽略,g取10m/s2.则这一过程中(  )
A.演员上升的高度h=5mB.演员上升的高度h=6m
C.演员重力对其做的功W=3600JD.演员的速度变化量是9m/s

分析 利用几何关系求出钢丝上升的距离,根据轮和轴的具有相同的角速度,求出演员上升的距离.根据速度的分解求出钢丝的速度和轨道车的速度的关系.运用动能定理研究求解

解答 解:A、由图可知,在这一过程中,连接轨道车的钢丝上升的距离为
${h}_{0}=\sqrt{{s}^{2}+{H}^{2}}-H=2m$轮和轴的直径之比为3:1.
所以演员上升的距离为h=3×2m=6m.故A错误,B正确.
C、演员重力做功为W=-mgh0=-600×6J=-3600J,故C错误;
D、将汽车的速度v分解为如图所示的情况,则得绳子的伸长速度v1=vcos53°=5×0.6=3m/s,由于轮轴的角速度相等.设人的上升速度为v3,轮的半径为R,轴的半径为r,则有$\frac{{v}_{1}}{r}=\frac{{v}_{3}}{R}$,得v3=$\frac{{v}_{1}R}{r}$=$\frac{3×3}{1}$=9 m/s,故D正确;
故选:BD.

点评 注意点:1、轮和轴的角速度相同,根据轮和轴的直径之比知道线速度关系.
2、掌握速度分解找出分速度和合速度的关系

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