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忍不拔的意

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忍不拔的意志和自强不息的精神.可将过程简化如下: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,设运动员的质量m1=60kg,吊椅的质量m2=20kg,不计定滑轮与绳子间的摩擦,当运动员竖直向下以大小F=420N的力拉绳时,试求:(1)运动员与吊椅一起上升的加速度大小;(2)运动员对吊椅的压力大小.(取重力加速度g=10m/s2.)

(1)以运动员与座椅组成的系统为研究对象,受力如图所示:

由牛顿第二定律得:2F-(m+m)g=(m+m)a
解得,加速度:a=0.5m/s2
(2)以运动员为研究对象,受力如图所示:

由牛顿第二定律得:F+FN-mg=ma,
解得:FN=210N,
由牛顿第三定律知,运动员对吊椅的压力大小为210N.
答:(1)运动员与吊椅一起上升的加速度大小为0.5m/s2;(2)运动员对吊椅的压力大小为210N.
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