在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时,试求
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力。
(1)440N,(2)275N
解法一:(1)设运动员受到绳向上的拉力为F,由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等,吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示,则有:
由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力
(2)设吊椅对运动员的支持力为FN,对运动员进行受力分析如图所示,则有:
由牛顿第三定律,运动员对吊椅的压力也为275N
解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m;运动员竖直向下的拉力为F,对吊椅的压力大小为FN。
根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为F,吊椅对运动员的支持力为FN。分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律
①
②
由①②得
连接体问题的处理方法⑴整体法:连接体和各物体如果有共同的加速度,求加速度可把连接体作为一个整体,运用牛顿第二定律列方程求解。⑵隔离法:如果要求连接体之间的相互作用力,必须隔离出其中一个物体,对该物体应用牛顿第二定律求解。
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科目:高中物理 来源:2012届浙江省高考物理总复习章节精练精析(第3章)(带解析) 题型:计算题
(2009年高考安徽卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神.为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化.一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示.设运动员质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g=10 m/s2,当运动员与吊椅一起以a=1 m/s2的加速度上升时,试求:
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力.
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科目:高中物理 来源:云南省玉溪一中09-10学年高二上学期期中考试(理) 题型:计算题
在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚忍不拔的意志和自强不息的精神。为了探究上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示。设运动员的质量为65kg,吊椅的质量为15kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取。当运动员与吊椅一起正以加速度上升时,试求
(1)运动员竖直向下拉绳的力;
(2)运动员对吊椅的压力。
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