Question

如圖甲所示為學校操場上一質(zhì)量不計的豎直滑竿，滑竿上端固定，下端懸空。為了研究學生沿竿的下滑情況，在竿頂部裝有一拉力傳感器，可顯示竿頂端所受拉力的大小。現(xiàn)有一質(zhì)量為50kg的學生(可視為質(zhì)點)從上端由靜止開始滑下，5s末滑到竿底時速度恰好為零。以學生開始下滑時刻為計時起點，傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖乙所示，g取10m／s²。求：

    (1)該學生下滑過程中的最大速度；

(2)滑竿的長.

Answer 1

根據(jù)圖象可知0 ～1s內(nèi)，人向下作勻加速運動，人對滑竿的作用力為380N，方向豎直向下，所以滑竿對人的作用力F₁的大小為380N，方向豎直向上。以人為研究對象，

根據(jù)牛頓第二定律有 ： mg-F₁=ma₁                     （2分）

代入數(shù)據(jù)，得a₁=2.4m/s²            （2分） ks5u                      

1s末人的速度為最大速度：     V_m=a₁t₁          （2分）

代入數(shù)據(jù)，得v_m=2.4m/s                            （2分）   

（2）根據(jù)圖象可知1 S末到5S末，人作勻減速運動，5S末速度為零，

加速運動的位移           （2分）

減速運動的位移            （2分）

滑竿的總長度L=S₁+S₂=1.2+4.8=6.0m                              （1分）