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如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空.为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小.现有一质量为5

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空.为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小.现有一质量为50kg的学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下,5s末滑到竿底时速度恰好为零.以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示,g取10m/s2
求:
(1)该学生下滑过程中的最大速度;
(2)滑竿的长度.
魔方格

◎ 答案

(1)由图读出人的重力G=500N,人的质量为m=
G
g
=50kg
.在0-1s内,人的重力大于摩擦力,人做匀加速运动,1-5s内,人的重力小于摩擦力,人做匀减速运动,则在t=1s末人的速度最大.设在0-1s内人的加速度大小分别为a1,根据牛顿第二定律
    G-F1=ma1
得到a1=
G-F1
m
=
500-380
50
m/s2=2.4m/s2
t=1s末人的速度最大,最大速度为
vmax=a1t1=2.4×1m/s=2.4m/s
(2)人在0-1s内位移为x1=
1
2
a1
t21
=
1
2
×2.4×12
m=1.2m,人在1-5s时间内的位移为x2=
vmaxt2
2
=
2.4×4
2
m=4.8m

所以滑杆的长度为L=x1+x2=6m
答:
(1)该学生下滑过程中的最大速度为2.4m/s;
(2)滑竿的长度为6m.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空.为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小.现有一质量为5…”主要考查了你对  【匀变速直线运动的位移与时间的关系】,【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。



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