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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
更新时间:2024-04-26 12:11:40
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问题描述:

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:

(1)消防队员下滑过程中的最大速度.

(2)消防队员下滑的最短时间.

(3)请在右图中作出杆对地面的压力随时间变化的图象.

南海回答:
  消防队员先以最大加速度--重力加速度加速下滑,然后以尽可能大的加速度作减速运动,即运动过程为先加速后减速.当手和腿对杆施加最大压力时(就是抱紧杆的力)其受到的滑动摩擦力最大,此时减速的加速度值为最大.   (1)最大滑动摩擦力fmax=μN=0.5×1800N=900N,   减速的加速度由牛顿第二定律可知a=f
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