在2008年北京殘奧會(huì)開幕式上,運(yùn)動(dòng)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(dòng)員堅(jiān)忍不拔的意志和自強(qiáng)不息的精神。為了探求上升過程中運(yùn)動(dòng)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(dòng)員拉住,如圖所示。設(shè)運(yùn)動(dòng)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(dòng)員與吊椅一起正以加速度a=1m/s2上升時(shí),試求:⑴運(yùn)動(dòng)員受到豎直繩的拉力大小       N;⑵運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力大小        N。
440     275
分析:(1)以人和吊椅為研究對(duì)象,對(duì)整體受力分析,由加速度可以求得對(duì)繩的拉力;
(2)再以吊椅為研究對(duì)象,受力分析可以求得對(duì)吊椅的壓力.
解答:解:解法一:(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員受到繩向上的拉力為F,由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等,吊椅受到繩的拉力也是F.
對(duì)運(yùn)動(dòng)員和吊椅整體進(jìn)行受力分析如圖所示,則有:2F-(m+m)g=(m+m)a
解得:F=440N
由牛頓第三定律,運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力F′=440N,
(2)設(shè)吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為FN,對(duì)運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行受力分析如圖所示,則有:
F+FN-mg=ma,解得:FN=275N,由牛頓第三定律,運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力也為275N
解法二:設(shè)運(yùn)動(dòng)員和吊椅的質(zhì)量分別為M和m;運(yùn)動(dòng)員豎直向下的拉力為F,對(duì)吊椅的壓力大小為FN
根據(jù)牛頓第三定律,繩對(duì)運(yùn)動(dòng)員的拉力大小為F,吊椅對(duì)運(yùn)動(dòng)員的支持力為FN
分別以運(yùn)動(dòng)員和吊椅為研究對(duì)象,根據(jù)牛頓第二定律
F+FN-Mg=Ma ①
F-FN-mg="ma" ②
由 ①、②解得:F=440N
FN=275N
答:(1)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力為440N,
(2)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力為275N.
點(diǎn)評(píng):分析多個(gè)物體的受力時(shí),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(gè)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(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,用水平力F推乙物塊,使甲、乙、丙三個(gè)完全相同的物塊沿粗糙水平地面一起做勻加速直線運(yùn)動(dòng),各物塊受力的情況是(     )
A.甲物塊不受任何摩擦力的作用
B.乙物塊只受到一個(gè)摩擦力的作用
C.丙物塊受到三個(gè)摩擦力的作用
D.甲、乙、丙三個(gè)物塊受到的合力相同

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖所示,有一柔軟鏈條全長為L=1.0m,質(zhì)量均勻分布,總質(zhì)量為M=2.0kg。鏈條均勻帶正電,總帶電量Q=1.0×10-6C、將鏈條放在離地足夠高的水平桌面上?臻g存在豎直向下的勻強(qiáng)電場,電場強(qiáng)度的大小E=2.0×107V/m。若桌面與鏈條之間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ=0.5(重力加速度取g=10m/s2)。給鏈條一個(gè)向右的初動(dòng)能,試求:
小題1:鏈條受到的最大滑動(dòng)摩擦力;
小題2:當(dāng)桌面下的鏈條多長時(shí),桌面下的鏈條所受到的重力恰好等于鏈條受到的滑動(dòng)摩擦力。
小題3:能使鏈條從桌面上全部滑下所需的最小初動(dòng)能。

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

(12分)如圖所示,水平面上放有質(zhì)量均為m=1 kg的物塊A和B(均視為質(zhì)點(diǎn)),A、B與地面的動(dòng)摩擦因數(shù)分別為μ1=0.4和μ2=0.1,相距L=0.75 m.現(xiàn)給物塊A一初速度v0使之向物塊B運(yùn)動(dòng),與此同時(shí)給物塊B一個(gè)F=3 N水平向右的力使其由靜止開始運(yùn)動(dòng),取g=10 m/s2

求:
(1)物塊B運(yùn)動(dòng)的加速度大小;
(2)若要使A能追上B,v0應(yīng)滿足什么條件?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

一質(zhì)量m=0.5kg的滑塊以一定的初速度沖上一傾角為30º足夠長的斜面,某同學(xué)利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)測出了滑塊沖上斜面過程中多個(gè)時(shí)刻的瞬時(shí)速度,如圖所示為通過計(jì)算機(jī)繪制出的滑塊上滑過程的v-t圖。求:(g=10m/s2

(1)滑塊沖上斜面過程中加速度大;
(2)滑塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù);

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,斜面上有一小車,車內(nèi)用細(xì)繩懸掛一小球,若小車從靜止開始沿斜面勻加速下滑,穩(wěn)定后,細(xì)繩與豎直方向(圖中虛線)間的夾角為θ。以下說法正確的是
A.θ角越大,小車加速度越大
B.θ角越小,小車加速度越大
C.車輪與斜面間的摩擦力越大,懸線的拉力越大
D.車輪與斜面間的摩擦力越大,懸線的拉力越小

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

站立在地面上的質(zhì)量分別為MM+m的兩個(gè)人,分別拉住定滑輪兩邊的繩子往上爬。開始時(shí),兩人與定滑輪的距離都是h,如圖所示,設(shè)滑輪和繩子的質(zhì)量及滑輪軸處的摩擦均不計(jì), 且人施加于繩子的力恒定。問:當(dāng)質(zhì)量小的人在時(shí)間t內(nèi)爬到滑輪時(shí),質(zhì)量大的人與滑輪間的距離是多大?

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:計(jì)算題

如圖,質(zhì)量為2m的物塊A與水平地面的摩擦可忽略不計(jì),質(zhì)量為m的物塊B與地面的摩擦系數(shù)為。在已知大小為F的水平推力的作用下,A、B一起向右作勻加速運(yùn)動(dòng)。

小題1:求AB兩物體運(yùn)動(dòng)的加速度;
小題2:求A對(duì)B的作用力

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

如圖所示,質(zhì)量均為M的物體AB靜止在光滑水平地面上并緊靠在一起(不粘連),Aab部分是四分之一光滑圓弧,bc部分是粗糙的水平面,F(xiàn)讓質(zhì)量為m的小物塊P(可視為質(zhì)點(diǎn))自a點(diǎn)靜止釋放,最終剛好能到達(dá)c點(diǎn)而不從A上滑下,則下列說法中正確的是                                       (    )
A.小物塊Pb點(diǎn)時(shí),A的速度最大
B.小物塊Pc點(diǎn)時(shí),A的速度最大
C.小物塊Pb點(diǎn)時(shí),P的速度最大
D.小物塊Pc點(diǎn)時(shí),A的速率大于B的速率

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