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.為了探究上升過程中運(yùn)動(dòng)員與繩索和吊椅間的作用,可將過程簡(jiǎn)化為: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70kg,吊椅的質(zhì)量為10kg,不計(jì)定滑輪與繩子間的摩擦.(g取10m/s
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![](http://hiphotos.baidu.com/zhidao/pic/item/1e30e924b899a9010bb8bd871e950a7b0308f5f6.jpg)
(1)當(dāng)運(yùn)動(dòng)員勻速上升時(shí),求運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力;
(2)當(dāng)運(yùn)動(dòng)員與吊椅一起以加速度a=1m/s
2加速上升時(shí),求運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力.
(1)設(shè)運(yùn)動(dòng)員拉力為F,
2F=(M+m)g,解得F=
=
=400N.
運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力:N=Mg-F=300N;
(2)設(shè)運(yùn)動(dòng)員拉力為F′,壓力為F
N,
對(duì)整體運(yùn)用牛頓第二定律得,2F′-(M+m)g=(M+m)a,
代入數(shù)據(jù)解得:F′=440N,
對(duì)運(yùn)動(dòng)員分析,根據(jù)牛頓第二定律得,F(xiàn)′+F
N-Mg=Ma,
代入數(shù)據(jù)解得F
N=330N.
則運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力為330N.
答:(1)運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力為300N.(2)運(yùn)動(dòng)員豎直向下拉繩的力為440N,運(yùn)動(dòng)員對(duì)吊椅的壓力為330N.