分析 (1)根據(jù)公式Ep=mgh求重力勢能Ep.
(2)由機械能守恒定律求出消防員放開繩索時的速度,再由牛頓第二定律求出拉力F.
(3)消防員放開繩索后做平拋運動,研究消防員恰好越過障礙物的情況,由平拋運動的規(guī)律解答.
解答 解:(1)消防員開始下擺時具有的重力勢能為:
Ep=mgh=60×10×5=3×103J
(2)從開始下擺到最低點的過程,由機械能守恒得:
mgl=12mv2�、�
在最低點,由牛頓第二定律得:
F-mg=mv2l�、�
根據(jù)①②兩式,代入數(shù)據(jù)可以求得:F=1800 N
(3)設(shè)消防員恰好越過障礙物,則由平拋運動可得:
t=s−lv=4.2−1.86=0.4 s
h1=12gt2=12×10×0.42=0.8 m
所以障礙物高度h的最大值為:
h=H-h1-l=2.4 m
答:(1)消防員開始下擺時具有的重力勢能Ep(以地面為零勢能面)是3×103J;
(2)消防員放開繩索前瞬間繩索的拉力大小F是1800N;
(3)障礙物高度h的最大值是2.4m.
點評 解決本題的關(guān)鍵要分析清楚消防員的運動情況,把握每個過程和狀態(tài)的物理規(guī)律,運用機械能守恒定律、牛頓運動定律和運動的分解法研究.
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A. | A點電勢等于C點電勢 | |
B. | 質(zhì)子沿直線從A到C,電勢能先減小后增大 | |
C. | 以無窮遠處零勢能位置,則O點的電場強度為零,電勢也為零 | |
D. | 對同一負點電荷,沿路徑A→C→D比沿A→B電場力做的功多 |
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A. | 該行星的質(zhì)量 | B. | 太陽的質(zhì)量 | ||
C. | 該行星受太陽的萬有引力大小 | D. | 太陽的密度 |
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A. | 小球平衡時,物體和小球之間的作用力F=mgsinθ | |
B. | 小球懸點位置不變時,偏離豎直線的角度θ越大,說明F越大 | |
C. | 保持Q、q不變,小球先后掛在P1、P2、P3位置,偏離豎直線的角度逐漸減小,說明F與d有關(guān) | |
D. | 保持q,懸點位置不變,增大Q,θ變大,說明F與Q有關(guān) |
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