如圖10所示,在一次消防演習(xí)中,消防員練習(xí)使用掛鉤從高空沿滑桿由靜止滑下,滑桿由AO、BO兩段直桿通過光滑轉(zhuǎn)軸連接于O處,消防員通過O處瞬間沒有機(jī)械能的損失.AO長為L1=5 m,BO長為L2=10 m.兩個(gè)豎直墻壁M、N間距d=11 m,滑桿A端固定于M上,離地面高為18 m不動(dòng),且能繞結(jié)點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng).B端固定在N上.為了安全,消防員到達(dá)對面墻N時(shí)的速度大小不能超過6 m/s,掛鉤與兩段滑桿間動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ=0.8.(g=10 m/s2

圖10

(1)求滑桿端點(diǎn)A、B間的最大豎直距離;

(2)若測得BO與墻N間夾角γ=53°,求消防員在兩滑桿上運(yùn)動(dòng)時(shí)加速度的大小及方向.

解析:(1)設(shè)桿OA、OB與水平方向夾角為α、β,則全過程由動(dòng)能定理得,

mgh-μmgL1cosα-μmgL2cosβ=mv2/2                                            ①

d=L1cosα+L2cosβ                                                             ②

其中v2≤6 m/s  所以:h=v2/2g+μd≤10.6 m                                       ③

(2)由牛頓第二定律得mgsinθ-μmgcosθ=ma                                      ④

所以a=gsinθ-μgcosθ

在AO段運(yùn)動(dòng)時(shí)有d=L1cosα+L2sinv,

得cosα=0.6,AO桿與水平方向夾角α=53°,

a1=gsin53°-μgcos53°=3.2 m/s2                                                 ⑤

方向沿AO桿向下a2=gsin37°-μgcos37°=-0.4 m/s2                                ⑥

方向沿BO桿向上

答案:(1)10.6 m  (2)OA桿a1=3.2 m/s2,方向沿AO桿向下;OB桿a2=0.4 m/s2,方向沿BO桿向上.


練習(xí)冊系列答案
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科目:高中物理 來源:2012屆陜西省西安市高二第二學(xué)期期末考試物理卷 題型:選擇題

某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成,如圖10所示。在一次地震中,震源地地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動(dòng),則

A. P先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km     

B. P先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km

C. H先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km

D. H先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km

 

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科目:高中物理 來源: 題型:單選題

某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成,如圖10所示。在一次地震中,震源地地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動(dòng),則


  1. A.
    P先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km
  2. B.
    P先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km
  3. C.
    H先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km
  4. D.
    H先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km

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科目:高中物理 來源: 題型:

某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成,如圖10所示。在一次地震中,震源地地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動(dòng),則

A. P先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km     

B. P先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km

C. H先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km

D. H先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km

 

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科目:高中物理 來源:2010-2011學(xué)年陜西省西安市第一中學(xué)高二第二學(xué)期期末考試物理卷.doc 題型:單選題

某地區(qū)地震波中的橫波和縱波傳播速率分別約為4km/s和9km/s。一種簡易地震儀由豎直彈簧振子P和水平彈簧振子H組成,如圖10所示。在一次地震中,震源地地震儀下方,觀察到兩振子相差5s開始振動(dòng),則

A.P先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km
B.P先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km
C.H先開始振動(dòng),震源距地震儀約36km
D.H先開始振動(dòng),震源距地震儀約25km

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