Question

【题目】如图，大猴想借助一根青藤救回对岸的小猴。已知：大猴质量M=20kg，小猴质量m=5kg，青藤长度L1=5m，等高的两岸间的水平距离L2=8m，重力加速度g=10m/s2。青藤悬点O离两岸的水平距离相等，猴子视为质点，忽略空气阻力及青藤质量。若青藤能承受的最大拉力为400N，请通过计算分析说明大猴能否顺利摆到对岸并将小猴安全救回。

Answer 1

【答案】大猴在最低点对青藤的拉力为360N，大猴可以安全摆到对岸； 大猴和小猴整体在最低点的拉力为450N，不能将小猴安全抱回.

【解析】以两个猴子整体为研究对象，从岸上到最低点的过程，根据机械能守恒定律得：

由几何关系得：

在最低点，根据牛顿第二定律得

联立解得：T=360N＜400N；

以两个猴子整体为研究对象，从岸上到最低点的过程，根据机械能守恒定律得：

在最低点，根据牛顿第二定律得

联立解得：T=450N>400N

故在最低点时青藤将被拉断，大猴不能将小猴安全救回。

大猴能顺利摆到对岸，但不能将小猴安全救回。