题目内容
4.(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d=11m不变,求滑杆两端点A、B间的最大竖直距离?
分析 (1)对AO由几何关系可求得夹角,对人受力分析可求得加速度的大小及方向;
(2)对全程由动能定理可得出重力及摩擦力做功与动能的关系,由几何关系可求得最大距离.
解答 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′=$\frac{1}{2}m{v}^{2}$-0
其中d=L1cosα′+L2cosβ′=11,v≤6 m/s
所以:h=$\frac{{v}^{2}}{2g}$+μd≤10.6m
又因为若两杆伸直,AB间的竖直高度为:
h′=$\sqrt{({L}_{1}+{L}_{2})^{2}-{d}^{2}}$=$\sqrt{104}$m≈10.2m<10.6m
所以AB间最大竖直距离应为:hm=10.2m.
答:(1)被困人员在滑杆AO上下滑时加速度的大小为3.2 m/s2,方向沿AO杆向下.
(2)滑杆两端点A、B间的最大竖直距离是10.2m.
点评 本题重点在于对几何关系的认识,要注意找出题目中的临界条件,再结合能量关系即可求出所要求的量来
| A. | 水流射出喷嘴的速度大小为gttanθ | B. | 空中水柱的水量为$\frac{Sg{t}^{2}}{2tanθ}$ | ||
| C. | 水流落地时位移大小为$\frac{g{t}^{2}}{2cosθ}$ | D. | 水流落地时的速度大小为2gtcosθ |
| A. | 加速度a=$\frac{△v}{△t}$ | B. | 电阻R=ρ$\frac{l}{S}$ | C. | 电场强度E=$\frac{F}{q}$ | D. | 电容C=$\frac{εrS}{4πkd}$ |
| A. | 光的偏振现象说明光是横波 | |
| B. | 只有波长足够长的光才能发生衍射现象 | |
| C. | 利用光的干涉现象可以检查光学平面的平整程度 | |
| D. | 光导纤维内芯的折射率比外套的小 | |
| E. | 不管光源和观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的 |
| A. | v0越大,小球落在圆环时的时间越长 | |
| B. | 即使v0取值不同,小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角不相同 | |
| C. | 若v0取值适当,可以使小球垂直撞击半圆环 | |
| D. | 无论v0取何值,小球都不可能垂直撞击半圆环 |
| A. | 3.1 km/s | B. | 3.9 km/s | C. | 7.9 km/s | D. | 11.2 km/s |
| A. | 物体沿斜面匀速下滑 | |
| B. | 物体作自由落体运动 | |
| C. | 物体在光滑水平面上做匀速圆周运动 | |
| D. | 单摆的摆动 |