Question

在2008年北京残奥会开幕式上，运动员手拉绳索向上攀登，最终点燃了主火炬，体现了残疾运动员坚韧不拔的意志和自强不息的精神。为了探求上升过程中运动员与绳索和吊椅间的作用，可将过程简化。一根不可伸缩的轻绳跨过轻质的定滑轮，一端挂一吊椅，另一端被坐在吊椅上的运动员拉住，如图所示。设运动员的质量为70 kg，吊椅的质量为10 kg，不计定滑轮与绳子间的摩擦。重力加速度取g=10 m/s²。当运动员与吊椅一起正以加速度a=1 m/s²上升时，试求：

(1)运动员竖直向下拉绳的力；

(2)运动员对吊椅的压力。

 

Answer 1

【答案】

设运动员受到绳向上的拉力为F，由于跨过定滑轮的两段绳子拉力相等，吊椅受到绳的拉力也是F。对运动员和吊椅整体进行受力分析如图所示，则有：

               --------(3分) 

F=440N                                        --------(3分)

由牛顿第三定律，运动员竖直向下拉绳的力F′=440N--------(1分)

（2）设吊椅对运动员的支持力为F_N，对运动员进行受力分析如图所示，则有：

                         --------(3分)

F_N=330N.                                     --------(3分)

由牛顿第三定律，运动员对吊椅的压力也为330N . --------(1分)

【解析】略