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图(a)是杂技芭蕾天鹅舞中的一个动作,为了估算扮演王子的男演员右手需用拉力的大小,如图(b)所示,可将被托举的白天鹅女演员简单地抽象为一个可绕通过O点且垂直于纸面的轴转动的物体AOB,其中OB与水平方向之间的夹角为θ=45°,设AO段的质量为m1=36kg,其重心C与O点的距离为CO=0.4m;女演员的腿部长OB=0.7m,质量为m2=8kg,且均匀分布,试计算水平拉力F的大小.

【答案】分析:对女演员受力分析,选定支点后,根据力矩平衡条件列式求解.
解答:解:受力分析如图所示

以O为轴:M=M
m1g×OC=F×OB×sinθ+m2OC×cosθ
36×10×0.4=F×0.7×sin45°+8×10×0.35×cos45°
F≈250.92N
答:水平拉力F的大小为250.92N.
点评:本题关键是受力分析后根据力矩平衡条件列式求解,很好地将舞蹈与物理联系起来,体现了物理是一门实用性很强的学科.
练习册系列答案
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(2007?西城区模拟)如图所示的是杂技演员表演的“水流星”.一根细长绳的一端,系着一个盛了水的容器.以绳的另一端为圆心,使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动.N为圆周的最高点,M为圆周的最低点.若“水流星”通过最低点时的速度v=
5gR
.则下列判断正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

如图所示的是杂技演员表演的“水流星”.一根细长绳的一端,系着一个盛了水的容器.以绳的另一端为圆心,使容器在竖直平面内做半径为R的圆周运动.N为圆周的最高点,M为圆周的最低点.若“水流星”通过最高点时绳子的拉力恰为mg,则下列判断错误的是(  )

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(2009?上海模拟)图(a)是杂技芭蕾天鹅舞中的一个动作,为了估算扮演王子的男演员右手需用拉力的大小,如图(b)所示,可将被托举的白天鹅女演员简单地抽象为一个可绕通过O点且垂直于纸面的轴转动的物体AOB,其中OB与水平方向之间的夹角为θ=45°,设AO段的质量为m1=36kg,其重心C与O点的距离为CO=0.4m;女演员的腿部长OB=0.7m,质量为m2=8kg,且均匀分布,试计算水平拉力F的大小.

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科目:高中物理 来源:上海模拟 题型:问答题

图(a)是杂技芭蕾天鹅舞中的一个动作,为了估算扮演王子的男演员右手需用拉力的大小,如图(b)所示,可将被托举的白天鹅女演员简单地抽象为一个可绕通过O点且垂直于纸面的轴转动的物体AOB,其中OB与水平方向之间的夹角为θ=45°,设AO段的质量为m1=36kg,其重心C与O点的距离为CO=0.4m;女演员的腿部长OB=0.7m,质量为m2=8kg,且均匀分布,试计算水平拉力F的大小.
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