题目内容

如图所示是一同学荡秋千的示意图.人最初直立静止地站在B点,绳与竖直方向成θ角,人的重心到悬点O的距离为;从B点向最低点A摆动的过程中,人由直立状态自然下蹲,在最低点A人下蹲状态时的重心到悬点O的距离为;过最低点后人又由下蹲状态突然变成直立状态且保持直立状态不变,直到摆向另一方的最高点C(设人的质量为m,踏板质量不计,任何阻力不计),求:

(1)当人刚摆到最低点A且处于下蹲状态时,绳子中的拉力为多少?

(2)人保持直立状态到达另一方最高点C时,绳子与竖直方向的夹角为α多大?(用反三角函数表示)

答案:略
解析:

  (1)人由B摆到A的过程中机械能守恒,即有:设在A点时人的速度为v,则①,

  在最低点A时,设绳子的拉力为F,据牛顿第二定律得②,联立①②式解得.

  (2)人保持直立状态由A摆到C的过程中机械能守恒,即有③,联立①③式解得

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  此题是一道与生活实际相联系的综合题目,因为不同阶段人的重心到O点的距离不同,所以应分阶段应用不同的物理规律求解.


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