14.(江苏卷) (16分)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=60kg的指点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此事绳与竖直方向夹角=,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.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, ,

(1)    求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;

(2)    若绳长l=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮力,平均阻力,求选手落入水中的深度;

(3)    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。

[解析](1)机械能守恒       ①

圆周运动    F′-mg=m

解得    F′=(3-2cos)mg

人对绳的拉力    F=F′

则   F=1080N

(2)动能定理  mg(H-lcos+d)-(f1+f2)d=0

    则d=

    解得   

    (3)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=1.5m

因此,两人的看法均不正确。当绳长钺接近1.5m时,落点距岸边越远。

本题考查机械能守恒,圆周运动向心力,动能定理,平抛运动规律及求极值问题。

难度:较难。

 0  272789  272797  272803  272807  272813  272815  272819  272825  272827  272833  272839  272843  272845  272849  272855  272857  272863  272867  272869  272873  272875  272879  272881  272883  272884  272885  272887  272888  272889  272891  272893  272897  272899  272903  272905  272909  272915  272917  272923  272927  272929  272933  272939  272945  272947  272953  272957  272959  272965  272969  272975  272983  447090 

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