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(1)若测得消防员下滑时,OB段与水平方向间的夹角始终为37°,求消防员在两滑杆上运动时加速度的大小及方向;

(2)若B端在竖直墙上的位置可以改变,求滑杆端点AB间的最大竖直距离。

 

答案

(1)在AO段运动的加速度为3.2 m/s2,方向沿AO杆向下;

OB段运动的加速度为-0.4 m/s2,方向沿BO杆向上。

(2)10.2m

解析:(1)设杆OAOB与水平方向夹角为αβ,由几何关系:dL1cosα+L2cosβ(1分)

得出AO杆与水平方向夹角α=53°    (1分)

由牛顿第二定律得mgsinθfma     (1分)

f=μN   N=μmgcosθ  (1分 )

AO段运动的加速度:a1gsin53°-μgcos53°=3.2 m/s2,方向沿AO杆向下。(2分)

OB段运动的加速度:a2gsin37°-μgcos37°=-0.4 m/s2,方向沿BO杆向上。(2分)

(2)对全过程由动能定理得 mghμmgL1cosαμmgL2cosβ-0(2分)

其中dL1cosα+L2cosβv ≤6 m/s(1分)

所以:≤ 10.6m(1分)

又因为若两杆伸直,AB间的竖直高度为

  (1分)

所以AB最大竖直距离应为10.2m。(1分)

 

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