(江苏物理-14)在游乐节目中,选手需借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论.如图9所示,
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(1)选手摆到最低点的过程中,机械能守恒,有:

mgl(1-cosα)=12mv2…①

选手摆到过程中,做圆周运动,设绳子对选手的拉力为F′,则在最低点时有:

F′-mg=mv2l…②

①②两式联立,解得:

F′=(3-2cosα)mg=1080N

人对绳的拉力与绳对人的拉力是作用力与反作用力的关系,所以有:F=F′

则F=1080N

(2)、对选手开始下落到在水中速度为零整个过程进行分析,重力、浮力和阻力分别做功,设进入水的深度为d,由动能定理有:

mg(H-lcosα+d)-(f1+f2)d=0

则有:d=mg(H-lcosα)f1+f2-mg

代入数据解得:d=1.2m

(3)、选手从最低点开始做平抛运动

水平方向上有:x=vt

竖直方向上有:H-l=12gt2

以上两式联立解得:x=2l(H-l)(1-cosα)

当l=H2时,x有最大值,解得l=1.5m

因此,两人的看法均不正确.当绳长越接近1.5m时,落点距岸边越远.

答:(1)求选手摆到最低点时对绳拉力为1080N.

(2)选手落入水中的深度为1.2m

(3)当l=1.5m时,在浮台上的落点距岸边最远.

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