Question

如圖所示為學(xué)校操場(chǎng)上一質(zhì)量不計(jì)的豎直滑桿，滑桿上端固定，下端懸空，為了研究學(xué)生沿桿的下滑情況，在桿的頂部裝有一拉力傳感器，可顯示桿頂端所受拉力的大小，現(xiàn)有一學(xué)生（可視為質(zhì)點(diǎn)）從上端由靜止開始滑下，5 s末滑到桿底時(shí)速度恰好為零，從學(xué)生開始下滑時(shí)刻計(jì)時(shí)，傳感器顯示拉力隨時(shí)間變化情況如圖所示，g取10 m/s²，求：

1.該學(xué)生下滑過(guò)程中的最大速率；

2.圖中力F₁的大小；

3.滑桿的長(zhǎng)度．

 

Answer 1

【答案】

 

1.2．4 m/s

2.530 N

3.6 m

【解析】（1）由于人靜止后受拉力F＝500 N，可知，mg＝500 N．

在0～1 s內(nèi)，人受拉力F＝380 N，人做加速運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律可得：mg－F＝ma₁，

a₁＝2．4 m/s²，v₁＝a₁t₁＝2．4 m/s．

（2）1 s～5 s內(nèi)人做減速運(yùn)動(dòng)，a₂t₂＝a₁t₁，a₂＝0．6 m/s²，

由牛頓第二定律可得：F₁－mg＝ma₂，F₁＝530 N．

（3）L＝a₁t＋a₂t＝6 m