零零教育信息网 首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 牛顿第二定律 > 正文 返回 打印

消防队员为缩短下楼时间,往往抱着一根竖直杆直接滑下.假设一名质量为60kg的消防队员从离地面18m的高度抱着竖直的杆先做自由落体运动,下降7.2m后立即抱紧直杆,做匀减速下

网友投稿  2022-10-29 00:00:00  零零社区

◎ 题目

消防队员为缩短下楼时间,往往抱着一根竖直杆直接滑下.假设一名质量为60kg的消防队员从离地面18m的高度抱着竖直的杆先做自由落体运动,下降7.2m后立即抱紧直杆,做匀减速下滑.已知消防队员着地时的速度是6m/s,抱紧直杆时,手和腿对杆的压力为1800N,手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5,设当地的重力加速度 g=10m/s2.假设杆是固定在地面上的,杆在水平方向不移动.试求:
(1)消防队员下滑过程中的最大速度
(2)消防队员下滑过程中受到的滑动摩擦力
(3)下滑总时间.

◎ 答案

(1)消防队员开始阶段自由下落的末速度即为下滑过程的最大速度vm
有2gh1=vm2
消防队员受到的滑动摩擦力
Ff=μFN=0.5×1 800 N=900 N.
减速阶段的加速度大小:
a2=
Ff-mg
m
=5 m/s2
减速过程的位移为h2,由vm2-v′2=2a2h2     v′=6m/s
又h=h1+h2
以上各式联立可得:vm=12 m/s.
(3)根据h1=
1
2
gt12

解得:t1=1.2s
设匀减速运动的时间为t2,则
t2=
△v
a2
=
12-6
5
s=1.2s

所以下滑的总时间t=t1+t2=2.4s
答:(1)消防队员下滑过程中的最大速度为12 m/s;
(2)消防队员下滑过程中受到的滑动摩擦力为900N;
(3)下滑总时间为2.4s.

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“消防队员为缩短下楼时间,往往抱着一根竖直杆直接滑下.假设一名质量为60kg的消防队员从离地面18m的高度抱着竖直的杆先做自由落体运动,下降7.2m后立即抱紧直杆,做匀减速下…”主要考查了你对  【自由落体运动】,【滑动摩擦力、动摩擦因数】,【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/202210/341770.html十二生肖
十二星座