质量为60kg的消防队员从一根固定的竖直金属杆上由静止滑下,经2.5s落地.消防队员受到的竖直向上的摩擦力变化情况如图所

质量为60kg的消防队员从一根固定的竖直金属杆上由静止滑下,经2.5s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=10m/s2.在消防队员下滑的过程中:
(1)他落地时的速度多大?
(2)他克服摩擦力做的功是多少?
ziluolan_81510 1年前 已收到1个回答 举报

南唐铅笔刀 幼苗

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解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出第1s内的加速度,结合速度时间公式求出第1s末的速度,再根据牛顿第二定律求出后1.5s内的加速度,结合速度时间公式求出落地的速度.
(2)分别求出第1s内和后1.5s内下降的高度,结合摩擦力的大小求出摩擦力做功的大小.

(1)在第1s内,由牛顿第二定律得,
mg-f1=ma1
解得a1=g−
f1
m=10−
360
60m/s2=4m/s2,
在1s末的速度v1=a1t1=4×1m/s=4m/s;
后1.5s内由牛顿第二定律得,f2-mg=ma2
解得a2=
f2
m−g=2m/s2;
落地时的速度vt=v1-a2t2=1m/s.
(2)该队员在第1s内下滑的高度h1=
1
2a1t12=
1
2×4×1m=2m;
在后1.5s内下滑的高度h2=vmt2−
1
2a2t22=3.75m.
他克服摩擦力做的功为:W=f1h1+f2h2=3420J;
答:(1)他落地时的速度为1m/s;
(2)他克服摩擦力做的功是3420J.

点评:
本题考点: 牛顿第二定律;匀变速直线运动的速度与时间的关系.

考点点评: 本题考查了牛顿第二定律和运动学公式的综合,知道加速度是联系力学和运动学的桥梁,对于第二问,也可以通过动能定理进行求解.

1年前

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