题目内容
质量为60 kg的消防队员从一根固定的竖直金属杆上由静止滑下,经2.5 s落地。消防队员受到的竖直向上的摩擦力变化情况如图所示,取g=10 m/s2。在消防队员下滑的过程中:
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(1)他向下加速与减速的加速度大小分别多大?
(2)他落地时的速度多大?
【答案】
解:(1)设该队员先在t1=1 s的时间内以加速度a1匀加速下滑,然后在
t2=1.5 s的时间内以加速度a2匀减速下滑。
在第1 s内,由牛顿第二定律,得:
mg-f1=ma1 (1分)
得a1=4 (m/s2) (1分)
后1.5 s内由牛顿第二定律得:
f2-mg=ma2 (1分) 得a2=2(m/s2)(1分)
他在1 s末时的速度为v1=a1t1=4×1=4 m/s(2分)
落地时的速度v2=v1-a2t2=×1.5=1 m/s(2分)
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