如图所示,在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水平的浮台上.选手可视为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开

如图所示,在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水平的浮台上.选手可视为质量m=60kg的质点,选手抓住绳由静止开始摆动,此时绳与竖直方向夹角α=53 0 ,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不计空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深.g=10m/s 2 ,sin53°=0.8,cos53°=0.6求:
(1)选手摆到最低点时对绳的拉力F的大小
(2)若绳长l=2m,选手摆到最高点时松手落入水中.设水对选手的平均浮力F 1 =800N,平均阻力F 2 =700N,求选手落入水中的深度d
(3)若选手摆到最低点时松手,则绳长l为多长时,落点距岸边最远?请通过推算进行说明.
qq两小时 1年前 已收到1个回答 举报

shuimulumei2002 花朵

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(1)选手摆到最低点的过程中,由机械能守恒得
mgl(1-cosα)=
1
2 m v 2 ①
选手经过最低点时F-mg=m
v 2
l ②
①②两式联立,解得:
F=(3-2cosα)mg=1080N
(2)对选手开始下落到在水中速度为零整个过程进行分析,重力、浮力和阻力分别做功,设进入水的深度为d,由动能定理有:
mg(H-lcosα+d)-(F 1 +F 2 )d=0 代入数据解得:d=1.2m
(3)选手从最低点开始做平抛运动
水平方向上有:x=vt
竖直方向上有:H-l=
1
2 g t 2
以上两式联立解得:x= 2
l(1-cosα)(H-l) =2
0.4l(H-l)
当l=
H
2 时,x有最大值,解得l=1.5m.
答:(1)选手摆到最低点时对绳的拉力F的大小是1080N;
(2)选手落入水中的深度d为1.2m.
(3)若选手摆到最低点时松手,绳长l为1.5m时,落点距岸边最远.

1年前

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