题目内容
如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定，下端悬空，为了研究学生沿杆的下滑情况，在竿的顶部装有一拉力传感器，可显示竿顶端所受拉力的大小，现有一学生（可视为质点）从上端由静止开始滑下，5s未滑到竿底时速度恰好为零，从学生开始下滑的时刻计时，传感器显示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率；
（2）图中F1的大小；
（3）滑杆的长．
分析：（1）滑杆处于静止状态，重力不计，竿顶端所受拉力的大小等于该学生对它的摩擦力大小．由F-t图读出人的重力，求出人的质量，分析人的运动情况．根据牛顿第二定律求出0-1s内人的加速度，再由速度公式求出最大速度；
（2）根据牛顿第二定律列方程求解；
（3）由位移速度公式求出人匀加速运动和匀减速运动的位移，滑竿的长度等于两段位移大小之和．
（2）根据牛顿第二定律列方程求解；
（3）由位移速度公式求出人匀加速运动和匀减速运动的位移，滑竿的长度等于两段位移大小之和．
解答：解：解：（1）由图读出人的重力G=500N，人的质量为m=
．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=
=
=2.4m/s2
V1=a1t1=2.4m/s
（2）1-5s减速 a2t2=a1t1 得：a2=0.6m/s2
根据牛顿第二定律：F1-mg=ma2
解得：F1=530N
（3）人在0-1s内位移为X1=
a1t12=1.2m
人在1-5s时间内的位移为：X2=
a2t22=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）图中F1的大小为530N．
（3）滑竿的长度为6m．
| G |
| g |
G-F1=ma1
得到：a1=
| G-F1 |
| m |
| 500-380 |
| 50 |
V1=a1t1=2.4m/s
（2）1-5s减速 a2t2=a1t1 得：a2=0.6m/s2
根据牛顿第二定律：F1-mg=ma2
解得：F1=530N
（3）人在0-1s内位移为X1=
| 1 |
| 2 |
人在1-5s时间内的位移为：X2=
| 1 |
| 2 |
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）图中F1的大小为530N．
（3）滑竿的长度为6m．
点评：本题是已知人的受力情况求解运动情况的问题，也可以通过作速度时间图象分析运动过程．
练习册系列答案
相关题目
（2011?江苏模拟）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．
如图甲所示为学校操场上一质量不计的竖直滑杆，滑杆上端固定．为了研究学生沿杆的下滑情况，在杆顶部装有一拉力传感器，可显示杆顶部所受力的大小．现有一学生（可视为质点）从上端由静止开始滑下，5s末滑到杆底端时速度恰好为零．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的情况如图乙所示，g取10m/s2．求：
