如图所示，为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，运动员的质量为60kg，运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540N．此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°，则此时行囊的质量不能超过（设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s²，sin53°=0.8，cos 53°=0.6）

A.
60kg
B.
50kg
C.
40kg
D.
30kg

D
分析：以运动员和行囊整体为研究对象，分析受力情况：重力、岩壁对手臂的拉力和岩壁对脚的弹力，根据平衡条件求出总质量，再求解行囊的质量．
解答：

解：以运动员和行囊整体为研究对象，分析受力情况，作出力图，如图所示．设运动员和行囊的质量分别为M和m．根据平衡条件得
（M+m）g= $\text{[math]}$
当岩壁对手臂的拉力F₁达到最大值540N时，行囊的质量最大，最大值为
m= $\text{[math]}$
代入解得 m=30kg
故选D
点评：本题是实际问题，要将运动员和行囊进行简化，用质点代替，作出力图是解题的关键．

练习册系列答案

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科目：高中物理 来源： 题型：

如图所示，为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，运动员的质量为60kg，运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540N．此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁夹角为53°，则此时行囊的质量不能超过（设手、脚受到的作用力均通过重心O，g取10m/s²，sin53°=0.8，cos 53°=0.6）（　　）

A．60kg

B．50kg

C．40kg

D．30kg

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科目：高中物理 来源：2010-2011学年年山东省淄博市高三上学期期中考试物理试卷 题型：选择题

如图所示，为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登，由于身背较重的行囊，重心上移至肩部的O点，运动员的质量为60kg，运动员双手臂

所能承受的拉力不能超过540N。此时手臂与身体垂直，手臂与岩壁

夹角为53°，则此时行囊的质量不能超过（设手、脚受到的作用力均

通过重心O，g取10m/s²，sin53°=0.8，cos 53°= 0.6）