1、
如图,大猴想借助一根青藤救回对岸的小猴。已知:大猴质量M=20kg,小猴质量m=5kg,青藤长度L1=5m,等高的两岸间的水平距离L2=8m,重力加速度g=10m/s2。青藤悬点O离两岸的水平距离相等,猴子视为质点,忽略空气阻力及青藤质量。若青藤能承受的最大拉力为400N,请通过计算分析说明大猴能否顺利摆到对岸并将小猴安全救回。
【考点】
【答案】
解:根据几何关系可得:
对大猴研究可得:
②③联立得
以两个猴子整体为研究对象,从岸上到最低点的过程,根据机械能守恒定律得
④⑤联立得
因360N<400N,故大猴可以安全摆到对岸
因450N>400N,故大猴不能将小猴安全抱回
【解析】
考查了动能定理,圆周运动;解决本题的关键要正确分析受力情况,确定最低点向心力的来源,运用机械能守恒和牛顿第二定律结合研究,以两个猴子整体为研究对象,根据机械能守恒定律求出猴子通过最低点时的速度,再由向心力公式求出青藤的拉力,即可判断
【考点精析】根据题目的已知条件,利用动能定理的综合应用的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握应用动能定理只考虑初、末状态,没有守恒条件的限制,也不受力的性质和物理过程的变化的影响.所以,凡涉及力和位移,而不涉及力的作用时间的动力学问题,都可以用动能定理分析和解答,而且一般都比用牛顿运动定律和机械能守恒定律简捷.
题型:解答题
题类:
难度:一般
组卷次数:0
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