地标物理题目:2013浙江卷题目23~云南金丝猴

23.(16分)山谷中有三块石头和一条无法延伸的浅常春藤,其示意图如图。

图中、、和分别是石头的边缘点和青藤的固定点。一开始,两只云南金丝猴分别位于左侧和中间的石头上。当大猴子发现小猴子会受到伤害时,他迅速从左边石头的那一点横向跳到中间石头。大猴子抱起小猴子跑向那个点,抓住青藤的下端,向右边石头上的点荡去,此时速度正好为零。猴子在运动过程中,可以看作质点,不考虑空气阻力和重力加速度。问:

(1)大猴子从该点水平跳离时的最小速度;

(2)猴子抓住青藤摆动的速度;

(3)猴子荡秋千时,青藤对猴子的拉力。

回答问题1

在危急的情况下,大猴子会做一个平抛的动作,从一点跳到另一点。如果运动时间是t,那么

在垂直方向,有:

有:在水平方向,所以,

回答第二个问题

在从点到点的过程中,只有重力做功,机械能守恒,所以

回答第三个问题

常春藤对猴子的拉力可以记录为。与重力的合力提供了圆周运动的向心力,所以

其中,

根据几何学的知识,我们可以知道:

提炼和改进

本题目与现实生活相关,背景生动有趣,知识点多:

1)平抛运动

2)机械能守恒

3)圆周运动

4)同一个角的余角相等;两对内角相等的三角形是相似三角形;

这类问题是典型的标志性问题。

除了物理方面的知识,这个问题对回答者的几何知识也有一定的要求。

这个问题中有一个类似三角形,它的三条边的长度之比。这个三角形在物理和数学的高考题中多次出现,需要我们注意。