问题
选择题
一个质量为60kg的体操运动员做“单臂大回环”训练,用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动,如图所示.要完成此动作,运动员的臂力至少为(忽略空气阻力,g取10m/s2)( )
A.约600N
B.约2400N
C.约3000N
D.约3600N
答案
把人看成质量为m=60kg的质点,距杠距离为L绕杠做圆周运动,令人在最高点时的速度为v0,当人运动最低点时的速度根据动能定理可得:
mg2l=
mv2-1 2
mv02得人的速度v=1 2
可知,人在最低点时手臂的拉力和重力的合力提供向心力4gl+v02
则F-mg=mv2 R
即F=mg+m
=5mg+mv2 R v02 l
因为求F的最小值,故当v0=0时Fmin=5mg=3000N.
故选C.