在2008年北京殘奧會開幕式上，運(yùn)動員手拉繩索向上攀登，最終點(diǎn)燃了主火炬，體現(xiàn)了殘疾運(yùn)動員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探究上升過程中運(yùn)動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質(zhì)的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運(yùn)動員拉住，如圖所示。設(shè)運(yùn)動員的質(zhì)量為65kg，吊椅的質(zhì)量為15kg，不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取g=10m/s2。當(dāng)運(yùn)動員與吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升時，試求:

（1）運(yùn)動員豎直向下拉繩的力；   

（2）運(yùn)動員對吊椅的壓力。


【知識點(diǎn)】 牛頓第二定律；牛頓第三定律．C1 C2

【答案解析】(1) 440 N，方向豎直向下 (2) 275 N，方向豎直向下  解析： （1）設(shè)運(yùn)動員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m，繩拉運(yùn)動員的力為F
以運(yùn)動員和吊椅整體為研究對象，受到重力的大小為(M+m)g、向上的拉力為2F
根據(jù)牛頓第二定律得：2F- (M+m)g=(M+m)a，解得：F=440 N
根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動員拉繩的力大小為440 N，方向豎直向下

（2）以運(yùn)動員為研究對象，運(yùn)動員受到三個力的作用：重力大小Mg、繩的拉力F、吊椅對運(yùn)動員的支持力FN
根據(jù)牛頓第二定律得：F+FN-Mg=Ma，解得：FN=275 N
根據(jù)牛頓第三定律，運(yùn)動員對吊椅的壓力大小為275 N，方向豎直向下

【思路點(diǎn)撥】（1）以人和吊椅為研究對象，對整體受力分析，由加速度可以求得對繩的拉力；
（2）再以吊椅為研究對象，受力分析可以求得對吊椅的壓力．分析多個物體的受力時，一般先用整體法來求得共同的加速度，再用隔離法分析單個物體的受力，求得物體的受力情況，本題就是典型的應(yīng)用整體隔離法的題目．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，小球用細(xì)繩系住放在傾角為的光滑斜面上，當(dāng)細(xì)繩由水平方向逐漸向上偏移時，細(xì)繩上的拉力將（     ）

A．逐漸增大

B．逐漸減小

C．先增大后減小

D．先減小后增大

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如圖所示，質(zhì)量為M的物體內(nèi)有光滑圓形軌道，現(xiàn)有一質(zhì)量為m的小滑塊沿該圓形軌道的豎直面做圓周運(yùn)動，A、C為圓周的最高點(diǎn)和最低點(diǎn)，B、D與圓心O在同一水平線上．小滑塊運(yùn)動時，物體M保持靜止，關(guān)于物體M對地面的壓力N和地面對物體的摩擦力，下列說法正確的是

A．滑塊運(yùn)動到A點(diǎn)時，N>Mg，摩擦力方向向左

B．滑塊運(yùn)動到B點(diǎn)時，N=Mg，摩擦力方向向右

C．滑塊運(yùn)動到C點(diǎn)時，N<( M+m) g，M與地面無摩擦力

D．滑塊運(yùn)動到D點(diǎn)時，N=( M+m) g，摩擦力方向向左

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科目：高中物理 來源： 題型：


如圖所示，恒力F大小與物體重力相等，物體在恒力F的作用下， 沿水平面做勻速運(yùn)動，恒力F的方向與水平成θ 角，那么物體與桌面間的動摩擦因數(shù)為（    ）

A．    B．    C．     D．

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某運(yùn)動員做跳傘訓(xùn)練，他從懸停在空中的直升飛機(jī)上由靜止跳下，跳離飛機(jī)一段時間后打開降落傘做減速下落。他打開降落傘后的速度圖線如圖甲所示。降落傘用8根對稱的繩懸掛運(yùn)動員，每根繩與中軸線的夾角均為37°，如圖乙。已知人的質(zhì)量為50 kg，降落傘質(zhì)量也為50 kg，不計(jì)人所受的阻力，打開傘后傘所受阻力Ff與速度v成正比，即Ff＝kv (g取10 m/s2，sin 53°＝0.8，cos 53°＝0.6)。求：

(1)打開降落傘前人下落的距離為多大？

(2)求阻力系數(shù)k和打開傘瞬間的加速度a的大小和方向？

(3)懸繩能夠承受的拉力至少為多少？

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如圖所示，光滑水平面右端B處連接一個豎直的半徑為R的光滑半圓軌道，在離B距離為x的A點(diǎn)，用水平恒力將質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)從靜止開始推到B處后撤去恒力，質(zhì)點(diǎn)沿半圓軌道運(yùn)動到C處后又正好落回A點(diǎn)，求：

(1)推力對小球所做的功.

(2)x取何值時，完成上述運(yùn)動所做的功最少?最小功為多少？

(3)x取何值時，完成上述運(yùn)動用力最小?最小力為多少？

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如圖所示，有一質(zhì)量m＝1 kg的小物塊，在平臺上以初速度v0=3m/s水平拋出，到達(dá)C點(diǎn)時，恰好沿C點(diǎn)的切線方向進(jìn)入固定在水平地面上的半徑R＝0.5 m的粗糙圓弧軌道，最后小物塊滑上緊靠軌道末端D點(diǎn)的質(zhì)量為M＝3 kg的長木板，木板上表面與圓弧軌道末端切線相平，木板下表面與水平地面之間光滑接觸，當(dāng)小物塊在木板上相對木板運(yùn)動l=1 m時，與木板有共同速度，小物塊與長木板之間的動摩擦因數(shù)μ＝0.3，C點(diǎn)和圓弧的圓心連線與豎直方向的夾角θ＝53°，不計(jì)空氣阻力，取g＝10 m/s2，sin53°=0.8，cos53°=0.6.求：

(1)A、C兩點(diǎn)的高度差h；

(2)物塊剛要到達(dá)圓弧軌道末端D點(diǎn)時對軌道的壓力；

   (3)物塊通過圓弧軌道克服摩擦力做的功．

 

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科目：高中物理 來源： 題型：


如題9圖所示，輕彈簧一端固定在與斜面垂直的擋板上，另一端點(diǎn)在O位置。質(zhì)量為m的物塊A（可視為質(zhì)點(diǎn)）以初速度從斜面的頂端P點(diǎn)沿斜面向下運(yùn)動，與彈簧接觸后壓縮彈簧，將彈簧右端壓到O′點(diǎn)位置后，A又被彈簧彈回。物塊A離開彈簧后，恰好回到P點(diǎn)。已知OP的距離為，物塊A與斜面間的動摩擦因數(shù)為μ，斜面傾角為。求：

（1）O點(diǎn)和O′點(diǎn)間的距離 ；

（2）彈簧在最低點(diǎn)O′處的彈性勢能 ；

（3）在輕彈簧旁邊并排放置另一根與之完全相同的彈簧，一端與擋板固定。若將另一個與A材料相同的物塊B（可視為質(zhì)點(diǎn)）與兩根彈簧右端拴接，設(shè)B的質(zhì)量為，，。將A與B并排在一起，使兩根彈簧仍壓縮到O′點(diǎn)位置，然后從靜止釋放，若A離開B后最終未沖出斜面，求需滿足的條件?

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鐵路在彎道處的內(nèi)外軌道高低是不同的，已知內(nèi)外軌道對水平面傾角為，如圖所示，彎道處的圓弧半徑為，若質(zhì)量為的火車轉(zhuǎn)彎時速度小于，則

A．內(nèi)軌對內(nèi)側(cè)車輪輪緣有擠壓

B．外軌對外側(cè)車輪輪緣有擠壓

C．這時鐵軌對火車的支持力大于

D．這時鐵軌對火車的支持力小于

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