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(2009年高考安徽卷)在2008年北京残奥会开幕式上,运动员手拉绳索向上攀登...

  (2009年高考安徽卷)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以a=1 m/s2的加速度上升时,试求:

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(1)运动员竖直向下拉绳的力;

(2)运动员对吊椅的压力.

 

(1)440 N (2)275 N 【解析】(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.
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如图所示为杂技“顶竿”表演,一人站在地上,肩上扛一质量为M的竖直竹竿,当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时,竿对“底人”的压力大小为(  )

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A.(M+m)g

B.(M+m)g-ma

C.(M+m)g+ma

D.(M-m)g

 

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