如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空。为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小。现有一质量为

◎ 题目

如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空。为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小。现有一质量为50kg的学生(可视为质点)从上端由静止开始滑下,5s末滑到竿底时速度恰好为零。以学生开始下滑时刻为计时起点,传感器显示的拉力随时间变化情况如图乙所示,g取10m/s2。求:
(1)该学生下滑过程中的最大速度;
(2)滑竿的长度。

◎ 答案

解:(1)根据图象可知0~1s内,人向下作匀加速运动,人对滑竿的作用力为380N,方向竖直向下,所以滑竿对人的作用力F1的大小为380N,方向竖直向上
以人为研究对象,根据牛顿第二定律有:mg-F1=ma1
代入数据,得a1=2.4m/s2
1s末人的速度为最大速度:Vm=a1t1
代入数据,得vm=2.4m/s
(2)根据图象可知1 s末到5s末,人作匀减速运动,5s末速度为零
加速运动的位移  
减速运动的位移    
滑竿的总长度L=S1+S2=1.2+4.8=6.0m      

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑竿,滑竿上端固定,下端悬空。为了研究学生沿竿的下滑情况,在竿顶部装有一拉力传感器,可显示竿顶端所受拉力的大小。现有一质量为…”主要考查了你对  【从受力确定运动情况】  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。

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