题目内容

消防队员在某高楼进行训练,他要从距地面高h=36m处的一扇窗户外沿一条竖直悬挂的绳子滑下,在下滑过程中,他先匀加速下滑,此时手脚对悬绳的压力FNl=640N,紧接着再匀减速下滑,此时手脚对悬绳的压力FN2=2080N,滑至地面时速度恰为0.已知消防队员的质量为m=80kg,手脚和悬绳间的动摩擦因数为μ=0.5,g=10m/s2,求:
(1)分别求出他在加速下滑、减速下滑两过程中的加速度大小?
(2)他沿绳滑至地面所用的总时间t?
(1)设消防队员匀加速下滑的加速度大小为a1
根据牛顿第二定律 mg-μFN1=ma1
a1=6m/s2
设消防队员匀减速下滑的加速度大小为a2
根据牛顿第二定律μFN2-mg=ma2 
a1=3m/s2
(2)根据匀加速运动规律  h1=
1
2
a
1
t
1
2

根据匀减速运动规律   h2=
1
2
a
2
t
2
2
   
a1t1=a2t2
由题意知  h=h1+h2
联立以上各式并代入数据解得  t=t1+t2=6s   
答:(1)消防队员匀加速下滑的加速度大小6m/s2,匀减速下滑的加速度大小为3m/s2
(2)他沿绳滑至地面所用的总时间为6s.
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