题文
(14分)在大型文艺节目《白云之帆》表演中,由地面上近1200人用绳索拉着180名演员上演着“空中飞人”。九分钟的时间里,180名塔沟武校的武林小子在帆屏上时而俯冲而下,时而攀沿升空,演绎了一场世界罕见的惊险、刺激却又浪漫、温馨的节目。现在把他们某次训练过程中的情节简化成如下模型:如图所示,地面上的人通过定滑轮用轻绳将质量m=50kg的演员从静止竖直向上拉高28m,用时t=7s,演员在竖直方向上先做匀加速直线运动,再做匀减速直线运动后静止在高空。其加速和减速过程中的加速度之比为2:5,忽略滑轮的质量和滑轮与轴之间的摩擦力。求:
(1)演员在匀加速上升过程中的加速度;
(2)演员在匀减速上升过程中绳子对地面上的人的拉力为多少?(g=10m/s2)
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1) a1=1.6m/s2 (2) T=0N
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解析
(1)根据匀加速直线运动和匀减速直线运动加速度的关系,a1t1=a2t2(2分),
设匀加速运动的时间和匀减速运动的时间分别为t1和t2
由题意知:t=7s=t1+t2 ,a1:a2=2:5,解得t1=5s,t2=2s(2分),
对匀减速运动采取逆向思维,则运行的总位移
=28m(2分)
代入数据可得匀加速运动的加速度为a1=1.6m/s2 (2分) 匀减速运动的加速度为 a2=4.0m/s2(2分)
本问也可采用v-t图象的方法:
,解得v=8m/s
v=a1t1= a2t2,a1:a2=2:5, t=7s=t1+t2,解得匀加速运动的加速度为a1=1.6m/s2,匀减速运动的加速度为 a2=4.0m/s2
(2)演员在匀减速上升过程由牛顿第二定律可得mg-T=ma2(2分) 解得T=300N(1分)
故轻绳对地面上的人的拉力F=T=300N(1分)
考点
据考高分专家说,试题“(14分)在大型文艺节目《白云之帆》表演.....”主要考查你对 [匀变速直线运动 ]考点的理解。
匀变速直线运动
定义:
在任意相等的时间内速度的变化相等的直线运动,即加速度恒定的变速直线运动叫匀变速直线运动。
特点:
a=恒量。
匀变速直线运动规律(基本公式):
速度公式:v=
位移公式:x=
速度平方公式:
位移公式:x=
速度平方公式:
位移—平均速度关系式:x=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=
匀变速直线运动的几个重要推论:
- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=

(此公式可以用来判断物体是否做匀变速直线运动)。进一步推论:Sn+m-Sn=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。 - 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=
,其中Sn、Sn+m分别表示第n段和第(n+m)段相等时间内的位移,T为相等时间间隔。
- 某段时间内的平均速度,等于该段时间的中间时刻的瞬时速度,即
。
- 某段位移中点的瞬时速度等于初速度v0和末速度v平方和一半的平方根,即vs/2=

。
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- 在任意两个连续相等的时间间隔内通过的位移之差为一恒量,即:SⅡ-SⅠ=SⅢ-SⅡ=…=SN-SN-1=ΔS=


