某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人看成质点，则可简化为如图所

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 匀速圆周运动/2022-09-29 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人看成质点，则可简化为如图所示的物理模型。其中P为处于水平面内的转盘，可绕竖直转轴OO′转动，设轻绳长L=10m，人的质量m=60kg，转盘静止时人与转轴之间的距离d=4m.转盘慢慢加速运动，经过一段时间后转速保持稳定，此时人与转轴之间的距离变为D=10m且保持不变。不计空气阻力，绳子不可伸长，取g=10m/s2。求：

（1）最后转盘匀速转动时的角速度大约为多少？
（2）若转盘稳定转动后，一位游客随身带的手机突然滑下来，此时座椅离地面H=5米，在地面上的管理员发现这一情况后，跑过来接，如果管理员在转轴中心处，问他至少应该跑多远才行？

◎ 答案

（1）0.866 rad/s   （2）13.2m

◎ 解析

：（1）设转盘匀速转动时绳子与竖直方向间的夹角为θ，质点所处的位置和受力情况如图所示，可得

  ①（1分）
人所受合力提供向心力
Fn=mgtanθ=mω2D   ②（1分）
代入数据解得ω="0.866" rad/s  ③（2分）
（3）手机滑下来后沿圆周的切线方向平抛运动，设手机从抛出至落地的水平距离为x，则 x=vt（1分）
手机下落时间为t，有H=gt2（1分）
管理员跑动的距离为（1分）
联立解得s=13.2m.   （2分）

◎ 知识点

    专家分析，试题“某游乐场中有一种叫“空中飞椅”的游乐设施，其基本装置是将绳子上端固定在转盘上，绳子下端连接座椅，人坐在飞椅上随转盘旋转而在空中飞旋。若将人看成质点，则可简化为如图所…”主要考查了你对  【匀速圆周运动】  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。

转盘 绳子 转轴 一种 空中
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    如图所示为一绕O轴匀速转动的    		如图所示，A是放置在地球赤道上随地球自转的某物体，B是地球同步卫星，已知地球的半径为R，同步卫星离地面高度为h，则它们的角速度比之ω1：ω2=______线速度之比vA：vB=______．
    如图所示，A是放置在地球赤道    		观察自行车的主要传动部件,了解自行车是怎样用链条传动来驱后轮前进的,如图6—5—4甲所示,图6—5—4中的乙是链条传动的示意图,两个齿轮俗称“牙盘”.试分析并讨论:（1）同一齿轮上各
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