質(zhì)量為25㎏的小孩坐在秋千上,小孩離拴繩子的棟梁2.5m.如果秋千擺到最高點(diǎn)時(shí),繩子與豎直方向的夾角是60°,當(dāng)秋千板擺到最低點(diǎn)時(shí)(不計(jì)空氣阻力,g取10m/s2),求:
(1)小孩的速度為多大?
(2)秋千板對(duì)小孩的壓力是多大?
分析:(1)秋千板擺動(dòng)時(shí)做圓周運(yùn)動(dòng),只有重力做功,機(jī)械能守恒,
(2)以小孩為研究對(duì)象,分析受力:在最低點(diǎn)時(shí),小孩受到重力和板的支持力,由兩個(gè)力的合力提供向心力,由牛頓第二定律求解支持力的大。
解答:解:(1)設(shè)秋千板和小孩的總質(zhì)量為M,秋千板擺動(dòng)過(guò)程,根據(jù)機(jī)械能守恒定律得
   MgL(1-cos60°)=
1
2
Mv2

得:v=
2gL(1-cos60°)

代入解得,v=5m/s   
(2)以小孩為研究對(duì)象,受力分析如圖,可得:
  N-mg=m
v2
L

即小孩所受的支持力大。篘=mg+m
v2
L
=25×10+25×
52
2.5
=500 (N)
答:
(1)小孩的速度為5m/s.
(2)秋千板對(duì)小孩的壓力是500N.
點(diǎn)評(píng):本題是生活中的圓周運(yùn)動(dòng),掌握機(jī)械能守恒定律、分析向心力來(lái)源是求解的關(guān)鍵.
練習(xí)冊(cè)系列答案
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