题目内容

秋千是我国古代的一种民间娱乐设施,通常秋千的横梁离地高度约为2-5m,秋千板用绳子拴在横梁上,绳长约1.5-4m.若某秋千的绳长为3.2m,横梁距地高度为4m,一质量为50kg的人荡秋千时,当秋千板经过最低点时,秋千板所受压力为其重的3倍.取g=10m/s2,求:
(1)秋千板此时的速度
(2)若此时系秋千板的两根绳子都不幸断裂,那么从断裂点到落地人发生的位移是多少?
分析:(1)人受到的支持力与重力的和提供向心力,人受到的支持力与秋千受到的压力大小相等方向相反,写出公式,即可求出速度.
(2)人被抛出后做平抛运动,沿水平方向与竖直方向分解,即可求出正确答案.
解答:解:(1)设秋千在最低点的速度为v,人受到的支持力与重力的和提供向心力,即:F-mg=
mv2
r

得:v=
Fr
m
-gr
=
2gr
=8
m/s
(2)人被抛出后做平抛运动,沿水平方向与竖直方向分解:
水平方向:x=vt
竖直方向:y=
1
2
gt2

联立以上几个公式,代人数据解得:x=3.3m
答:(1)秋千板此时的速度是8m/s,
(2)断裂点到落地人发生的位移是3.3m
点评:当秋千板经过最低点时,人受到的支持力与重力的和提供向心力是解决本题的关键;人被抛出后做平抛运动,沿水平方向与竖直方向分解即可.
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