Question

16．一个人用一条质量可不计的细绳从井中竖直向上提一桶水，细绳所能承受的最大拉力为300N．已知水桶装满水后，水与水桶的总质量为20kg．则人向上提升的最大加速度为多大．

Answer 1

分析 以水桶为研究对象，拉力最大时加速度最大，根据牛顿第二定律列方程求解．

解答 解：若用细绳匀速提升水桶时，绳的拉力与水桶的重力大小相等，但如果向上加速拉水桶时，绳子的拉力则大于水桶的重力．
根据牛顿第二定律知：F-mg=ma，
即：F=mg+ma．
加速度越大，需用的拉力就越大．最大拉力为：
F_max=mg+ma_max．
代入数值得：a_max=$（\frac{300}{20}-10）m/{s}^{2}$=5 m/s²，
即人向上提水桶的最大加速度为5 m/s²．
答：人向上提升的最大加速度为5m/s²．

点评 题主要是考查了牛顿第二定律的知识；利用牛顿第二定律答题时的一般步骤是：确定研究对象、进行受力分析、进行正交分解、在坐标轴上利用牛顿第二定律建立方程进行解答．