(14分)如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处,可将消防员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的
◎ 题目
(14分)如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处,可将消防员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的瞬间没有机械能的损失。AO长为=5m,OB长为=10m。两堵竖直墙的间距=11m。滑杆A端用铰链固定在墙上,可自由转动。B端用铰链固定在另一侧墙上。为了安全,消防员到达对面墙的速度大小不能超过6m/s,挂钩与两段滑杆间动摩擦因数均为=0.8。(=10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8) (1)若测得消防员下滑时,OB段与水平方向间的夹角始终为37°,求消防员在两滑杆上运动时加速度的大小及方向; (2)若B端在竖直墙上的位置可以改变,求滑杆端点A、B间的最大竖直距离。 |
◎ 答案
(1)在AO段运动的加速度为3.2 m/s2,方向沿AO杆向下; 在OB段运动的加速度为-0.4 m/s2,方向沿BO杆向上。 (2)10.2m |
◎ 解析
(1)设杆OA、OB与水平方向夹角为α、β,由几何关系:d=L1cosα+L2cosβ(1分) 得出AO杆与水平方向夹角α=53° (1分) 由牛顿第二定律得mgsinθ-f=ma (1分) f=μN N=μmgcosθ (1分 ) 在AO段运动的加速度:a1=gsin53°-μgcos53°=3.2 m/s2,方向沿AO杆向下。(2分) 在OB段运动的加速度:a2=gsin37°-μgcos37°=-0.4 m/s2,方向沿BO杆向上。(2分) (2)对全过程由动能定理得mgh-μmgL1cosα-μmgL2cosβ=-0(2分) 其中d=L1cosα+L2cosβ,v≤6 m/s(1分) 所以:≤ 10.6m(1分) 又因为若两杆伸直,AB间的竖直高度为 (1分) 所以AB最大竖直距离应为10.2m。(1分) |
◎ 知识点
专家分析,试题“(14分)如图所示,在一次消防演习中,消防员练习使用挂钩从高空沿滑杆由静止滑下,滑杆由AO、OB两段直杆通过光滑转轴连接地O处,可将消防员和挂钩均理想化为质点,且通过O点的…”主要考查了你对 【受力分析】 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。- 最新内容
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