Question

16．某馬戲團演員做滑桿表演．已知豎直桿上端固定，下單懸空，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圖象和傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖所示，g取10m/s²，則下述說法正確的是（　　）

• A． 演員的體重為600 N
• B． 演員在第1 s內(nèi)一直處于超重狀態(tài)
• C． 滑桿所受的最小拉力為620 N
• D． 滑桿所受的最大拉力為860 N

Answer 1

分析 A、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
B、由速度時間圖可知演員有向下的加速運動，此階段為失重
C、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，進而由牛頓第二定律可得最小拉力
D、演員減速下滑的階段為超重，此階段桿受拉力最大，由圖可知超重階段的加速度，由牛頓第二定律可得最大拉力

解答 解：
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正確
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：${a}_{1}=\frac{3}{1.5-0.5}m/{s}^{2}=3m/{s}^{2}$，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：${a}_{2}=\frac{0-3}{3.5-1.5}=-1.5m/{s}^{2}$，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錯誤
故選：AC

點評 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)用的由受力確定運動和由運動確定受力．