题目内容

 如图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，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆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，5 s末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图所示，g取10 m/s2，求：

（1）该学生下滑过程中的最大速率；

（2）图中力F1的大小；

（3）滑杆的长度．

 

 

【答案】

 

（1）夯杆上升过程中电动机带动滚轮对夯杆做功，加速上升阶段夯杆加速度　　a＝(2μF－mg)／m＝2m/s2? 

位移s1＝v2／2a＝4m，? 

滚轮对夯杆做功? 

W1＝2μFS1＝4.8×104J? 

匀速上升阶段滚轮对夯杆的摩擦力突变为静摩擦力，夯杆的位移? 

S2＝h－S1＝2.4m? 

摩擦力做功? 

W2＝mgS2＝2.4×104J? 

所以每个打夯周期电动机对夯杆做功? 

W＝W1＋W2＝7.2×104J? 

（2）夯杆加速上升阶段滚轮与夯杆间摩擦生热，加速时间? 

t＝v／a＝2s? 

两物间相对位移? 

S相对＝S轮－S杆? 

＝v t－S1 

＝4m? 

滚轮与夯杆间摩擦生热? 

Q＝2μFS相对 

＝4.8×104J? 

⑶夯杆离开滚轮后继续上升到最高点经历时间是t3=v/g=0.4s，上升高度h3=0.8m；接着自由下落h4=7.2m，经历时间t4=1.2s。因此打夯周期T=t1+t2+t3+t4=4.2s。

 

 

练习册系列答案
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如图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，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆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，5 s末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图所示，g取10 m/s2，求：

（1）该学生下滑过程中的最大速率；
（2）图中力F1的大小；
（3）滑杆的长度．

如图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，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆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，5 s末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图所示，g取10 m/s2，求：

（1）该学生下滑过程中的最大速率；
（2）图中力F1的大小；
（3）滑杆的长度．

如图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，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆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，5 s末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图所示，g取10 m/s2，求：

（1）该学生下滑过程中的最大速率；

（2）图中力F1的大小；

（3）滑杆的长度．

 

如图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：

   （1）图乙中A点坐标值

   （2）滑杆的长度

 

 

 

 

 

 

 

 

如图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，在杆的顶部装有一拉力传感器，可显示杆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，5 s末滑到杆底时速度恰好为零，从学生开始下滑时刻计时，传感器显示拉力随时间变化情况如图所示，g取10 m/s2，求：

1.该学生下滑过程中的最大速率；

2.图中力F1的大小；

3.滑杆的长度．

 

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