题目内容
（19分）为了缩短下楼的时间，消防队员往往抱着竖直杆直接滑下，先以可能的最大加速度沿杆做匀加速直线运动，再以可能的最大加速度沿杆做匀减速直线运动。假设一名质量m＝65kg、训练有素的消防队员（可视为质点），在沿竖直杆无初速滑至地面的过程中，重心共下移了s＝11.4 m，已知该队员与杆之间的滑动摩擦力最大可达到fmax＝975N，队员着地的速度不能超过6 m/s，重力加速度g取10m/s2，竖直杆表面各处的粗糙程度相同，且忽略空气对该队员的作用力。求：
解：（1）设该队员下滑中的最大速度为v，滑至地面前瞬间的速度为v1，做匀减速直线运动的加速度为a，在整段过程中运动的时间分别为t1和t2，下滑的距离分别为h1和h2
该队员先做自由落体运动，有 v2＝2gh1 ① （2分）
接着做匀减速直线运动，有 v2－v12＝2ah2 ② （2分）
fmax－mg＝ma ③ （2分）
且s＝h1＋h2④ v1＝6m/s 由③式得：a＝5m/s2 （2分）
再由①②④式联立可得 v＝10m/s （2分）
所以该队员下滑过程中动量的最大值p＝mv＝650kg·m/s （2分）
（2）由v＝gt1 ⑤ （v－v1＝at2 ⑥ （2分）
由⑤⑥式可得 t1＝1s t2＝0.8s （2分）
所以该队员下滑过程的最短时间t＝t1＋t2＝1.8 s （2分）
名校课堂系列答案
（2008?虹口区二模）消防队员为了缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下．在一次训练中，一名质量为60kg、训练有素的消防队员从离地面18m的高度抱着两端均固定、质量为200kg的竖直杆以最短的时间滑下，要求消防队员落地的速度不能大于6m/s．已知该消防队员对杆作用的最大压力为1800N，他与杆之间的动摩擦因数为0.5，当地的重力加速度为g=10m/s2．求：
消防队员为了缩短下楼的时间，往往抱着竖直的杆直接滑下．假设一名质量为60kg、训练有素的消防队员从七楼（即离地面18m的高度）抱着竖直的杆以最短的时间滑下．已知杆的质量为200kg，消防队员着地的速度不能大于6m/s，手和腿对杆的最大压力为1800N，手和腿与杆之间的动摩擦因数为0.5．假设杆是搁在地面上的，杆在水平方向不能移动，试在如图所示的坐标图上画出杆对地面的压力随时间变化的图象．