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3m
D. 滑杆的长度是6m
【答案】D
【解析】试题分析:人的质量为m=50kg.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a1,根据牛顿第二定律G-F1=ma1,得到,t=1s末人的速度最大,最大速度为vmax=a1t1=4×1m/s=4m/s,人在0-1s内位移为x1=a1t12=×4×12m=2m,人在1-5s时间内的位移为,所以滑杆的长度为L=x1+x2=6m,故选项D正确,ABC错误;故选D.
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