鲁教版物理必修二P85 以体重为688N的探险队员,利用悬挂于树上的攀岩绳索,欲从左侧悬岩摆荡至右侧悬岩,已知绳索长18m,最大承受拉力为950N,人在摆荡过程中竖直下落的最大高度为3.2m,问:(1

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/05/09 13:41:38
鲁教版物理必修二P85 以体重为688N的探险队员,利用悬挂于树上的攀岩绳索,欲从左侧悬岩摆荡至右侧悬岩,已知绳索长18m,最大承受拉力为950N,人在摆荡过程中竖直下落的最大高度为3.2m,问:(1

鲁教版物理必修二P85 以体重为688N的探险队员,利用悬挂于树上的攀岩绳索,欲从左侧悬岩摆荡至右侧悬岩,已知绳索长18m,最大承受拉力为950N,人在摆荡过程中竖直下落的最大高度为3.2m,问:(1
鲁教版物理必修二P85
以体重为688N的探险队员,利用悬挂于树上的攀岩绳索,欲从左侧悬岩摆荡至右侧悬岩,已知绳索长18m,最大承受拉力为950N,人在摆荡过程中竖直下落的最大高度为3.2m,问:
(1)此探险队员在摆荡过程中,绳索所受的最大拉力是多少?
(2)绳子会断么?

鲁教版物理必修二P85 以体重为688N的探险队员,利用悬挂于树上的攀岩绳索,欲从左侧悬岩摆荡至右侧悬岩,已知绳索长18m,最大承受拉力为950N,人在摆荡过程中竖直下落的最大高度为3.2m,问:(1
人的质量是 m=688 / 10=68.8千克,绳长 L=18米,F承=950牛,h=3.2米
分析:(1)若人开始时速度为0,则他在向下摆动时,机械能守恒,设在最低点他的速度是 V
则有 mg h=m* V^2 / 2
得 V=根号(2gh)=根号(2*10*3.2)=8 m/s
人到达最低点时,绳子所受拉力最大,设这时的拉力大小是 F拉
则由向心力公式 得 F拉-mg=m* V^2 / L
即 F拉-688=68.8 * 8^2 / 18
得 F拉=932.6 牛
  (2)从上一问计算得的结果看,由于 F拉<F承,所以绳子不会断.

这题就是力的合成的问题,前提是探险队员在垂直方向匀速率下滑,不然必须给出加速度,否则没有办法计算。
绳子的摆动达到最大位置时与垂直方向的夹角为:arctag3.2/18,也就是绳子的垂直向张力为688牛顿,绳子的水平向张力为688牛顿X(3.2/18)=688牛顿X0.18=123.84牛顿=124牛顿,绳子的总受力为:(124牛顿的平方+688牛顿的平方)开二次方=(15376+4733...

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这题就是力的合成的问题,前提是探险队员在垂直方向匀速率下滑,不然必须给出加速度,否则没有办法计算。
绳子的摆动达到最大位置时与垂直方向的夹角为:arctag3.2/18,也就是绳子的垂直向张力为688牛顿,绳子的水平向张力为688牛顿X(3.2/18)=688牛顿X0.18=123.84牛顿=124牛顿,绳子的总受力为:(124牛顿的平方+688牛顿的平方)开二次方=(15376+473344)开二次方=488720开二次方=699牛顿<950牛顿。
绳子不会断。
我没有使用向心力公式,因为摆动的速度看的很小以致,因此基本上按静力学处理。

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