Question

某馬戲團(tuán)演員做滑桿表演。已知豎直滑桿上端固定，下端懸空，滑桿的重力為200N。在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可以顯示桿頂端所受拉力的大小。已知演員在滑桿上做完動作之后，先在桿上靜止了0.5s，然后沿桿下滑，3.5s末剛好滑到桿底端，并且速度恰好為零。整個過程中演員的v—t圖像和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況如圖所示，g取10m/s2。則下列說法正確的是

A.演員的體重為800N              B.演員在第1s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)

C.滑桿所受的最小拉力為620N      D.滑桿所受的最大拉力為890N

Answer 1

【知識點(diǎn)】牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系．A2 C2

【答案解析】CD 解析： A、由兩圖結(jié)合可知，靜止時，傳感器示數(shù)為800N，除去桿的重力200N，演員的重力就是600N，故A錯誤；B、由圖可知0.5s至1.5s演員速度下滑，故演員此時處于失重狀態(tài)，故B錯誤；C、在演員加速下滑階段，處于失重狀態(tài)，桿受到的拉力最小，此階段的加速度為：a1＝ m/s2＝3m/s2，由牛頓第二定律得：mg-F1=ma，解得：F1=420N，加上桿的重力200N，可知桿受的拉力為620N，故C正確 ;D、演員減速下滑的階段為超重，此階段桿受拉力最大，由圖可知此階段的加速度為：a2＝＝−1.5m/s2，由牛頓第二定律：mg-F2=ma2，解得：F2=690N，加上桿自身的重力200N，故桿所受最大拉力為890N，故D正確；故選CD

【思路點(diǎn)撥】由速度為零時傳感器的示數(shù)等于任何桿的重力之和，可得演員的重力；由速度時間圖可知演員有向下的加速運(yùn)動，此階段為失重；向下的加速階段為失重，故此時對桿的拉力最小，由圖可得加速階段的加速度，進(jìn)而由牛頓第二定律可得最小拉力；演員減速下滑的階段為超重，此階段桿受拉力最大，由圖可知超重階段的加速度，由牛頓第二定律可得最大拉力。本題是對兩個圖象的結(jié)合應(yīng)用，兩圖是相互利用的．要能從這類題目中熟練結(jié)合運(yùn)動和受力圖，此類題目等同于牛頓第二定律應(yīng)用的由受力確定運(yùn)動和由運(yùn)動確定受力．