体育课上进行爬杆活动,使用了一根质量忽略不计的长杆,长杆竖直固定在地面上,一个质量为40kg的同学(可视为质点)爬上杆的顶端后,自杆顶由静止开始匀加速紧接着又匀减速滑下,滑到杆底时的速度恰好为零.测得杆对地的最大压力为460N,最小压力为280N,人下滑的总时间为3s.求该同学下滑过程中的最大速度及杆长.
问题描述:
体育课上进行爬杆活动,使用了一根质量忽略不计的长杆,长杆竖直固定在地面上,一个质量为40kg的同学(可视为质点)爬上杆的顶端后,自杆顶由静止开始匀加速紧接着又匀减速滑下,滑到杆底时的速度恰好为零.测得杆对地的最大压力为460N,最小压力为280N,人下滑的总时间为3s.求该同学下滑过程中的最大速度及杆长.
答
设加速下滑时的加速度为a1,运动时间为t1,则有mg-280=ma1υm=a1t1减速下滑时的加速度大小为a2,运动时间为t2,则有460-mg=ma2υm=a2t2=a2(3-t1)设杆长为l,则有l=υm2×t解得:υm=3m/s ...
答案解析:由平均速度公式求解最大速度.根据速度公式研究加速与减速过程的时间之比.根据牛顿第二定律研究摩擦力之比.
考试点:牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系;匀变速直线运动的位移与时间的关系.
知识点:本题运用牛顿第二定律运动学公式结合分析多过程问题,也可以采用图象法分析最大速度,根据动能定理研究摩擦力关系.