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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g=10m/s2。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升时,试求:⑴运动员受到竖直绳的拉力大小       N;⑵运动员对吊椅的压力大小        N。
440     275
分析:(1)以人和吊椅为研究对象,对整体受力分析,由加速度可以求得对绳的拉力;
(2)再以吊椅为研究对象,受力分析可以求得对吊椅的压力.
解答:解: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:2F-(m+m)g=(m+m)a
解得:F=440N
由牛顿第三定律,运动员竖直向下拉绳的力F′=440N,
(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:
F+FN-mg=ma,解得:FN=275N,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
F+FN-Mg=Ma ①
F-FN-mg="ma" ②
由 ①、②解得:F=440N
FN=275N
答:(1)运动员竖直向下拉绳的力为440N,
(2)运动员对吊椅的压力为275N.
点评:分析多个物体的受力时,一般先用整体法来求得共同的加速度,再用隔离法分析单个物体的受力,求得物体的受力情况,本题就是典型的应用整体隔离法的题目.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,用水平力F推乙物块,使甲、乙、丙三个完全相同的物块沿粗糙水平地面一起做匀加速直线运动,各物块受力的情况是(     )
A.甲物块不受任何摩擦力的作用
B.乙物块只受到一个摩擦力的作用
C.丙物块受到三个摩擦力的作用
D.甲、乙、丙三个物块受到的合力相同

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg。链条均匀带正电,总带电量Q=1.0×10-6C、将链条放在离地足够高的水平桌面上。空间存在竖直向下的匀强电场,电场强度的大小E=2.0×107V/m。若桌面与链条之间的动摩擦因数为μ=0.5(重力加速度取g=10m/s2)。给链条一个向右的初动能,试求:
小题1:链条受到的最大滑动摩擦力;
小题2:当桌面下的链条多长时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力。
小题3:能使链条从桌面上全部滑下所需的最小初动能。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)如图所示,水平面上放有质量均为m=1 kg的物块A和B(均视为质点),A、B与地面的动摩擦因数分别为μ1=0.4和μ2=0.1,相距L=0.75 m.现给物块A一初速度v0使之向物块B运动,与此同时给物块B一个F=3 N水平向右的力使其由静止开始运动,取g=10 m/s2

求:
(1)物块B运动的加速度大小;
(2)若要使A能追上B,v0应满足什么条件?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

一质量m=0.5kg的滑块以一定的初速度冲上一倾角为30º足够长的斜面,某同学利用DIS实验系统测出了滑块冲上斜面过程中多个时刻的瞬时速度,如图所示为通过计算机绘制出的滑块上滑过程的v-t图。求:(g=10m/s2

(1)滑块冲上斜面过程中加速度大小;
(2)滑块与斜面间的动摩擦因数;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,斜面上有一小车,车内用细绳悬挂一小球,若小车从静止开始沿斜面匀加速下滑,稳定后,细绳与竖直方向(图中虚线)间的夹角为θ。以下说法正确的是
A.θ角越大,小车加速度越大
B.θ角越小,小车加速度越大
C.车轮与斜面间的摩擦力越大,悬线的拉力越大
D.车轮与斜面间的摩擦力越大,悬线的拉力越小

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

站立在地面上的质量分别为MM+m的两个人,分别拉住定滑轮两边的绳子往上爬。开始时,两人与定滑轮的距离都是h,如图所示,设滑轮和绳子的质量及滑轮轴处的摩擦均不计, 且人施加于绳子的力恒定。问:当质量小的人在时间t内爬到滑轮时,质量大的人与滑轮间的距离是多大?

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图,质量为2m的物块A与水平地面的摩擦可忽略不计,质量为m的物块B与地面的摩擦系数为。在已知大小为F的水平推力的作用下,A、B一起向右作匀加速运动。

小题1:求AB两物体运动的加速度;
小题2:求A对B的作用力

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,质量均为M的物体AB静止在光滑水平地面上并紧靠在一起(不粘连),Aab部分是四分之一光滑圆弧,bc部分是粗糙的水平面。现让质量为m的小物块P(可视为质点)自a点静止释放,最终刚好能到达c点而不从A上滑下,则下列说法中正确的是                                       (    )
A.小物块Pb点时,A的速度最大
B.小物块Pc点时,A的速度最大
C.小物块Pb点时,P的速度最大
D.小物块Pc点时,A的速率大于B的速率

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