问题 问答题

如图是打秋千的示意图,最初人直立站在踏板上(A点所示),绳与竖直方向成角,人的重心到悬点O的距离为;从A点向最低点B运动过程中,人由直立状态自然下蹲,在B点人的重心到悬点O的距离为;在最低点处,人突然由下蹲变成直立状态(人的重心到悬点O的距离恢复为)且保持该状态到最高点C.设人的质量为m,踏板和绳的质量不计,空气阻力不计.求:

小题1:人刚到最低点B还处于下蹲状态时,两根绳中的总拉力F为多大?

小题2:人到达左端最高点C时,绳与竖直方向的夹角为多大?(用反三角函数表示)

答案

小题1:

小题2:

小题1:如图,以悬点为参考平面,人从点的自然下蹲过程中机械能守恒,所以,即

,解得:

在最低点B处,,解得:

小题2:人在最低点处,突然由下蹲变成直立状态,人的内力做功,使人的机械能增加,之后,人从点的上摆过程中机械能守恒,所以,即

,得:

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