牛二力学题(2009年高考安徽理综卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火

来源：学生作业帮编辑：拍题作业网作业帮分类：物理作业时间：2024/05/01 16:47:16

牛二力学题
(2009年高考安徽理综卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火炬,体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神．为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用,可将过程简化．一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮,一端挂一吊椅 ,另一端被坐在吊椅上的运动员拉住,如图所示．设运动员的质量为65 kg,吊椅的质量为15 kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,重力加速度取g＝10 m/s2.当运动员与吊椅一起正以加速度a＝1 m/s2上升时,试求：
(1)运动员竖直向下拉绳的力；
(2)运动员对吊椅的压力

解法一:(1)设运动员和吊椅的质量分别为M和m,绳拉运动员的力为F.以运动员和吊椅整体为研究对象,受到重力的大小为(M+m)g,向上的拉力为2F,根据牛顿第二定律
2F-(M+m)g=(M+m)a
F=440 N
根据牛顿第三定律,运动员拉绳的力大小为440 N,方向竖直向下.
(2)以运动员为研究对象,运动员受到三个力的作用,重力大小Mg,绳的拉力F,吊椅对运动员的支持力FN.根据牛顿第二定律
F+FN-Mg=Ma
FN=275 N
根据牛顿第三定律,运动员对吊椅压力大小为275 N,方向竖直向下.
解法二:设运动员和吊椅的质量分别为M和m;运动员竖直向下的拉力大小为F,对吊椅的压力大小为FN.
根据牛顿第三定律,绳对运动员的拉力大小为F,吊椅对运动员的支持力大小为FN.分别以运动员和吊椅为研究对象,根据牛顿第二定律
F+FN-Mg=Ma①
F-FN-mg=ma②
由①②得F=440 N
FN=275 N
解法一的1）中绳拉运动员的力为F,那向上的拉力应该为F啊(定滑轮嘛),为什么是2F?如果是拉运动员和轮椅,两者受重力不同,又怎么是2F呢?

定滑轮在这里起到了改变力的方向的作用.
按照你的图中的位置,左边一根绳子是连在椅子上的,是向上拉椅子的,假定其大小为F.
那么这个F是从哪里来的呢?当然是运动员向下拉绳子带来的.
而运动员在以F力向下拉绳子的时候,绳子自然也是在以同样大小的F力向上拉运动员了.
这是一对作用力与反作用力.
所以绳子拉运动员和绳子拉椅子的力是大小相等且方向相同的,都是F.
那么如果现在,把运动员和椅子看作一个整体.他们收到的向上的合力就是2F了.

牛二力学题(2009年高考安徽理综卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索 向上攀登,最终点燃了主火

牛二力学题(2009年高考安徽理综卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登,最终点燃了主火