Question

2010年11月17日廣州亞運(yùn)會體操男子單杠決賽中，中國小將張成龍問鼎冠軍．張成龍完成了一個單臂回環(huán)動作后恰好靜止在最高點(diǎn)，如圖所示．設(shè)張成龍的重心離杠l＝1.1 m，體重51 kg。忽略摩擦力，且認(rèn)為單臂回環(huán)動作是圓周運(yùn)動(g＝10 m/s²)．試求：
(1)達(dá)到如圖所示效果，張成龍的重心在最低點(diǎn)的速度大�。�
(2)張成龍在最高點(diǎn)與最低點(diǎn)時對杠的作用力分別是多大．

Answer 1

解：(1)根據(jù)機(jī)械能守恒，設(shè)張成龍在最低點(diǎn)的速度為v，則
mgh＝mv²，h＝2l
所以v＝m/s≈6.6 m/s
(2)在最高點(diǎn)張成龍?zhí)幱陟o止?fàn)顟B(tài)，故所受杠的支持力等于其重力F_N＝mg＝510 N
由牛頓第三定律，張成龍對杠的作用力為510 N
在最低點(diǎn)做圓周運(yùn)動，設(shè)杠對張成龍的作用力為F_N'
則F_N'－mg＝m
故F_N'＝mg＋m＝2550 N
由牛頓第三定律知，張成龍對杠的作用力為2550 N