题文
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.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)由图读出人的重力G=500N,人的质量为m=Gg=50kg.在0-1s内,人的重力大于摩擦力,人做匀加速运动,1-5s内,人的重力小于摩擦力,人做匀减速运动,则在t=1s末人的速度最大.设在0-1s内人的加速度大小分别为a1,根据牛顿第二定律
G-F1=ma1
得到a1=G-F1m=500-38050m/s2=2.4m/s2
t=1s末人的速度最大,最大速度为
vmax=a1t1=2.4×1m/s=2.4m/s
(2)人在0-1s内位移为x1=12a1t21=12×2.4×12m=1.2m,人在1-5s时间内的位移为x2=vmaxt22=2.4×42m=4.8m
所以滑杆的长度为L=x1+x2=6m
答:
(1)该学生下滑过程中的最大速度为2.4m/s;
(2)滑竿的长度为6m.
匀变速直线运动的位移与时间的关系知识点讲解,巩固学习
解析
Gg
考点
据考高分专家说,试题“如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑.....”主要考查你对 [匀变速直线运动的位移与时间的关系 ]考点的理解。
匀变速直线运动的位移与时间的关系
匀变速直线运动的位移公式:
由平均速度的定义和匀变速直线运动的平均速度及速度公式,联立推导出匀变速直线运动的位移公式:
知识点拨:
1、是匀变速直线运动位移的一般表示形式.它能表明质点在各个时刻相对初始时刻(t=0)的位移。
2、在位移公式中s、v0、a均是矢量,解题时一般要选取v0方向为正。
3、位移公式可由速度图象来推导,
如图是某物体做匀变速直线运动的图象.根据图象的物理意义,它与横轴(时间轴)所围的那块梯形面积表示运动的位移.所以:



