如图所示是南方卫视体育频道娱乐节目中的一项趣味运动,参与者唐旺(可视为质点)质量m=60kg,他无初速度的站上匀速运动的水平传送带上,经一段时间相对传送带静止,之后被平抛

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 向心力/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示是南方卫视体育频道娱乐节目中的一项趣味运动,参与者唐旺(可视为质点)质量m=60kg,他无初速度的站上匀速运动的水平传送带上,经一段时间相对传送带静止,之后被平抛出去,恰能无碰撞地沿切线跳入置于A处的类似秋千的吊篮中,并绕O做圆周运动(忽略吊篮的质量、大小),A、B为圆弧两端点,其连线水平.已知圆弧半径为R=3.0m,对应圆心角为θ=106°,传送平台与AB连线的高度差为h=0.8m.(计算中取g=10m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6,不计空气阻力)求:
(1)传送带对唐旺所做的功是多少?
(2)当唐旺运动到最低点C时,吊篮悬绳的拉力多大?
魔方格

◎ 答案

(1)由于人无碰撞进入圆弧轨道,即人落到A点时速度方向沿A点切线方向,则:tanα=
vy
vx
=
gt
v0
=tam53°

又由h=
1
2
gt2
t=

2h
g
=0.4s

而vy=gt=4m/s.
联立以上各式得v0=3m/s.
根据动能定理:W=
1
2
mv02
=270J            
(2)设人与吊篮运动到最低点C的速度为Vx,由机械能守恒,有
1
2
mvx2-
1
2
mv02=mg[h+R(1-cos53°)]
        
在最低点C,据牛顿第二定律,有FN-mg=m
vx2
R

代入数据解得悬绳的拉力为:FN=1580N      
答:(1)传送带对唐旺所做的功是270J.
(2)当唐旺运动到最低点C时,吊篮悬绳的拉力为1580N.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示是南方卫视体育频道娱乐节目中的一项趣味运动,参与者唐旺(可视为质点)质量m=60kg,他无初速度的站上匀速运动的水平传送带上,经一段时间相对传送带静止,之后被平抛…”主要考查了你对  【向心力】,【牛顿第二定律】,【动能定理】,【机械能守恒定律】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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