Question

在2008年北京殘奧會開幕式上，運動員手拉繩索向上攀登，最終點燃了主火炬，體現了殘疾運動員堅韌不拔的意志和自強不息的精神。為了探求上升過程中運動員與繩索和吊椅間的作用，可將過程簡化。一根不可伸縮的輕繩跨過輕質的定滑輪，一端掛一吊椅，另一端被坐在吊椅上的運動員拉住，如圖所示。設運動員的質量為70 kg，吊椅的質量為10 kg，不計定滑輪與繩子間的摩擦。重力加速度取g=10 m/s²。當運動員與吊椅一起正以加速度a=1 m/s²上升時，試求：

(1)運動員豎直向下拉繩的力；

(2)運動員對吊椅的壓力。

 

Answer 1

設運動員受到繩向上的拉力為F，由于跨過定滑輪的兩段繩子拉力相等，吊椅受到繩的拉力也是F。對運動員和吊椅整體進行受力分析如圖所示，則有：

              --------(3分) 

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

由牛頓第三定律，運動員豎直向下拉繩的力F′=440N--------(1分)

（2）設吊椅對運動員的支持力為F_N，對運動員進行受力分析如圖所示，則有：

                        --------(3分)

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

由牛頓第三定律，運動員對吊椅的壓力也為330N . --------(1分)

解析:略