Question

在消防演習(xí)中，消防隊(duì)員從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下，經(jīng)2.5s落地．為了獲得演習(xí)中的一些數(shù)據(jù)，以提高訓(xùn)練質(zhì)量，研究人員在輕繩上端安裝一個(gè)力傳感器并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，用來記錄消防隊(duì)員下滑過程中輕繩受到的拉力與消防隊(duì)員重力的比值隨時(shí)間變化的情況．已知某隊(duì)員在一次演習(xí)中的數(shù)據(jù)如圖所示，求該消防隊(duì)員在下滑過程中的最大速度和落地速度各是多少？（g取10m/s2）

Answer 1

4m/s；1m/s

【解析】

試題分析：該消防隊(duì)員先在t1=1s時(shí)間內(nèi)以a1勻加速下滑．然后在t2=1.5s時(shí)

間內(nèi)以a2勻減速下滑．前1s內(nèi)，由牛頓第二定律得：

mg-F1=ma1

得，a1=g - F1/m = 4m/s2

所以最大速度vm=a1t1

代入數(shù)據(jù)解得：vm=4m/s

后1.5s由牛頓第二定律得：

F2-mg=ma2

得，a2=F2/m - g = 2m/s2

隊(duì)員落地時(shí)的速度v=vm-a2t2

代入數(shù)據(jù)解得：v=1m/s

考點(diǎn)：牛頓第二定律的應(yīng)用.