某游乐场中有一种“空中飞椅”的游乐设施,其基本装置是将绳子上端固定在转盘上,下端连接座椅,人坐在座

2025-06-27 10:40:37
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回答1:

(1)设转盘匀速转动时绳子与竖直方向间的夹角为θ,质点所处的位置和受力情况如图所示,可得
   sinθ=

D?d
L
=
10?4
10
=0.6
质点上升的高度为

h=L(1-cosθ)=4(1-cos60°)=2m
人与座椅所受合力提供向心力
  F=mgtanθ=mω2D ②
代入数据解得ω=
3
2
rad/s ③
(2)根据动能定理得:W-mgh=
1
2
mv2

又v=ωD
则得转盘从静止启动到稳定这一过程中,绳子对人做功W=mgh+
1
2
mv2
=mgh+
1
2
m
(ωD)2=60×10×2+
1
2
×60
×(
3
2
×10
2=3450J
答:
(1)最后转盘匀速转动时的角速度大约为
3
2
rad/s.
(2)转盘从静止启动到稳定这一过程中,绳子对人做功3450J.