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如图所示,为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登,由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点,运动员的质量为60kg,运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540N.此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为53°,则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均通过重心O,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos 53°=0.6)(  )
分析:以运动员和行囊整体为研究对象,分析受力情况:重力、岩壁对手臂的拉力和岩壁对脚的弹力,根据平衡条件求出总质量,再求解行囊的质量.
解答:解:以运动员和行囊整体为研究对象,分析受力情况,作出力图,如图所示.设运动员和行囊的质量分别为M和m.根据平衡条件得
   (M+m)g=
F1
cos53°

当岩壁对手臂的拉力F1达到最大值540N时,行囊的质量最大,最大值为
   m=
F1
gcos53°
-M

代入解得   m=30kg
故选D
点评:本题是实际问题,要将运动员和行囊进行简化,用质点代替,作出力图是解题的关键.
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相关习题

科目:高中物理 来源:山东省淄博市重点中学2011届高三上学期期中考试物理试题 题型:021

如图所示,为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登,由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点,运动员的质量为60 kg,运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540 N.此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为53°,则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均通过重心O,g取10 m/s2,sin53°=0.8,cos53°=0.6)

A.

60 kg

B.

50 kg

C.

40 kg

D.

30 kg

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科目:高中物理 来源:2010-2011学年年山东省淄博市高三上学期期中考试物理试卷 题型:选择题

如图所示,为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登,由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点,运动员的质量为60kg,运动员双手臂

所能承受的拉力不能超过540N。此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁

夹角为53°,则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均

通过重心Og取10m/s2,sin53°=0.8,cos 53°= 0.6)

A.60kg                     B.50kg     C.40kg     D.30kg

 

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

如图所示,为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登,由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点,运动员的质量为60kg,运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540N.此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为53°,则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均通过重心O,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos 53°=0.6)(  )
A.60kgB.50kgC.40kgD.30kg
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科目:高中物理 来源:2010-2011学年山东省淄博市重点中学高三(上)期中物理试卷(解析版) 题型:选择题

如图所示,为一攀岩运动员正沿竖直岩壁缓慢攀登,由于身背较重的行囊,重心上移至肩部的O点,运动员的质量为60kg,运动员双手臂所能承受的拉力不能超过540N.此时手臂与身体垂直,手臂与岩壁夹角为53°,则此时行囊的质量不能超过(设手、脚受到的作用力均通过重心O,g取10m/s2,sin53°=0.8,cos 53°=0.6)( )

A.60kg
B.50kg
C.40kg
D.30kg

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