题目内容

【题目】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,3s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,取g=10m/s2,则 ( )

A. 该学生下滑过程中的最大速度是3m/s

B. 该学生下滑过程中的最大速度是6m/s

C. 滑杆的长度是6m

D. 滑杆的长度是3m

【答案】C

【解析】由图读出人的重力G=500N.在0-1s内,人的重力大于摩擦力,人做匀加速运动,1-3s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a,根据牛顿第二定律有:G-F1=ma,得到: t=1s末人的速度最大,最大速度为:vmax=at1=4×1m/s=4m/s,故AB错误;人在0-1s内位移为:x1=at12=×2.4×12=1.2m,人在1-3s时间内的位移为: ,所以滑杆的长度为L=x1+x2=6m,故C错误,D正确.故选D

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