题目内容

12.如图所示,一名消防队员在模拟演习训练中,沿着长为12m的竖立在地面上的钢管向下滑.已知这名消防队员的质量为60kg,他从钢管顶端由静止开始先匀加速再匀减速下滑,滑到地面时速度恰好为零.如果他加速时的加速度大小是减速时的2倍,下滑的总时间为3s,g取10m/s2,那么该消防队员(  )
A.下滑过程中的最大速度为4 m/s
B.加速与减速过程的时间之比为1:2
C.加速与减速过程中所受摩擦力大小之比为2:7
D.加速与减速过程的位移之比为1:4

分析 由平均速度公式求解最大速度.根据速度公式研究加速与减速过程的时间之比、位移之比.

解答 解:A、设下滑过程中的最大速度为v,则消防队员下滑的总位移:x=$\frac{v}{2}$t1+$\frac{v}{2}$t2=$\frac{3v}{2}$,
解得:v=$\frac{2x}{3}$=$\frac{2×12}{3}$=8m/s,故A错误.
B、设加速与减速过程的时间分别为t1、t2,加速度大小分别为a1、a2,则v=a1t1,v=a2t2,解得:t1:t2=a2:a1=1:2.故B正确.
C、因t1+t2=3s,则t1=1s,t2=2s.
由h=$\frac{1}{2}{a}_{1}{t}_{1}^{2}+\frac{1}{2}{a}_{2}{t}_{2}^{2}$=12m,a2:a1=1:2.解得,a1=8m/s2,a2=4m/s2
根据牛顿第二定律得:mg-f1=ma₁,f1=m(g-a1),f2-mg=ma2,f2=m(g+a2)解得,f1:f2=1:7,故C错误.
D、加速与减速过程的位移之比为 x1:x2=$\frac{v}{2}$t1:$\frac{v}{2}$t2=1:2,故D错误;
故选:B.

点评 本题考查匀变速直线运动的平均速度公式$\overline{v}=\frac{{v}_{0}+v}{2}$的应用.

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