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,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图所示,他们将选手简化为质量m=60 kg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α=53°,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3 m.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.取中立加速度g=10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6°.

(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,小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点.

答案:
解析:

  解:(1)机械能守恒 ①

  圆周运动mgm

  解得=(3-2cos)mg

  人对绳的拉力F

  则F=1080 N

  (2)选手从最低点开始做平抛运动

  x=vt

  H-l=

  且有①式

  解得

  当时,x有最大值,解得l=1.5 m

  因此,两人的看法均不正确.当绳长钺接近1.5 m时,落点距岸边越远.


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