杂技中的“顶竿”是由两位演员共同表演完成。站在地面上的演员的肩部顶住一根质量为10 kg的长竹竿，另一位质量为40 kg的演员爬至竹竿的顶端完成各种动

题文

（15分）杂技中的“顶竿”是由两位演员共同表演完成。站在地面上的演员的肩部顶住一根质量为10 kg的长竹竿，另一位质量为40 kg的演员爬至竹竿的顶端完成各种动作后，从竹竿的顶端由静止开始下滑，6秒末滑到竹竿底时的速度正好为零。在竹竿上的演员从竿顶下滑到竿底的过程中，地面上顶竿人的肩部的受力情况如图所示，重力加速度g取10 m/s²。则：
（1）竿上的人在下滑过程中的最大速度为多少？
（2）在4秒到6秒过程中，顶竿人的肩部受到的压力为多少？

题型：未知 难度：其他题型

答案

（1）4m/s
（2）580N

解析

（1）设下滑的演员的质量为m₁，杆的质量为m₂。
在演员下滑的前4秒，杆处于平衡。有：F₁=f₁+m₂g         （2分）
演员匀加速下滑，加速度为a₁：有

    （4分）
4s末达到的最大速度v，有v= a₁ t₁="4m/s                   " （2分）
（2）在演员下滑的4秒到6秒，人匀减速下滑，加速度为a₂
有v= a₂ t₂  可得a₂=2m/s²                               （2分）
对演员分析受力可知：f₂-m₂g= m₁ a₂                                  （2分）
杆处于平衡。有：F₂=f₂+m₂g                              （1分）
可解得肩部受到的支持力F₂="580N                         " （1分）
由牛顿第三定律可得，4秒到6秒过程中肩部受到的压力F₂为580N  （1分）

考点

据考高分专家说，试题“（15分）杂技中的“顶竿”是由两位演员共.....”主要考查你对 [受力分析 ]考点的理解。

受力分析

受力分析：

1、物体受力分析的方法
①方法：整体法、隔离法。
②选择：所涉及的物理问题是整体与外界作用时，应用整体分析法，不必考虑内力的作用；当涉及的物理问题是物体间的作用时，要应用隔离分析法，这时原整体中相互作用的内力就会变为各个独立物体的外力。
2、受力分析的顺序：先重力，再接触力，最后分析其他外力。
3、受力分析时应注意的问题
①分析物体受力时，只分析周围物体对研究对象所施加的力；
②受力分析时，不要多力或漏力，注意确定每个力的实力物体和受力物体，在力的合成和分解中，不要把实际不存在的合力或分力当做是物体受到的力；
③如果一个力的方向难以确定，可用假设法分析；
④物体的受力情况会随运动状态的改变而改变，必要时根据学过的知识通过计算确定；
⑤受力分析外部作用看整体，互相作用要隔离。