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匀变速直线运动的位移与速度的关系
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消防员进行滑杆下楼训练，一质量为60kg的消防员从脚离地20m的杆上由静止开始下滑，为确保安全，中间过程的最大速度不得超过15m/s，着地时的速度不得超过4m/s，消防员和杆间能
网友投稿 2022-08-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
消防员进行滑杆下楼训练，一质量为60kg的消防员从脚离地20m的杆上由静止开始下滑，为确保安全，中间过程的最大速度不得超过15m/s，着地时的速度不得超过4m/s，消防员和杆间能获得的最大阻力为900N，g=10m/s
2
．求：
（1）消防员减速下滑过程的最大加速度多大？
（2）在确保安全的情况下消防员下楼的最短时间是多少？
◎ 答案
（1）减速下楼过程的加速度大小为a
f-mg=ma
当阻力取最大值时，加速度最大，则
a=
f-mg
m
=
900-60×10
60
=5m
/s
2
（2）消防员要使下楼时间最短，则他应先自由下落，再以最大加速度减速．如果消防员能达到最大速度v=15m/s，则其下楼过程的位移至少为s
s=
v
2
2g
+
v
2
-v
min
2
2a
=
15
2
20
+
15
2
-4
2
10
=31.15＞20m
由此可以判断，消防员下楼过程不能达到15m/s，设实际最大速度为v
m
s=
v
m
2
2g
+
v
m
2
-v
min
2
2a
带入数据解得：
v
m
=12m/s
自由下落过程时间为t
1
，减速下楼过程时间为t
2
t
1
=
v
m
g
=1.2s
t
2
=
v
m
-v
min
a
=
12-4
5
=1.6s
总时间t=t
1
+t
2
=1.2+1.6=2.8（s）
答：（1）消防员减速下滑过程的最大加速度为5m/s
2
；
（2）在确保安全的情况下消防员下楼的最短时间是2.8s．
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“消防员进行滑杆下楼训练，一质量为60kg的消防员从脚离地20m的杆上由静止开始下滑，为确保安全，中间过程的最大速度不得超过15m/s，着地时的速度不得超过4m/s，消防员和杆间能…”主要考查了你对 【匀变速直线运动的位移与速度的关系】，【牛顿第二定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202208/232719.html
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