Question

雜技演員在進(jìn)行“頂桿”表演時(shí)，用的是一根質(zhì)量可忽略不計(jì)的長(zhǎng)竹竿。質(zhì)量為m=30 kg的演員自竹竿頂部由靜止開(kāi)始下滑，滑到竹竿底端時(shí)速度恰好為零。為了研究下滑演員沿桿的下滑情況，在頂桿演員與竹竿底部之間安裝一個(gè)傳感器。由于竹竿處于靜止?fàn)顟B(tài)，傳感器顯示的就是下滑演員所受摩擦力的情況，如圖所示。g=10 m／s²。求：

(1)下滑演員下滑過(guò)程中的最大速度；

(2)竹竿的長(zhǎng)度。

Answer 1

(1)由圖像可知，下滑演員在t₁=1 s內(nèi)加速下滑。設(shè)下滑到加速度為d，則根據(jù)牛頓第二定律，有mg-F=ma    a=m／s²=4 m／s²      1 s末下滑演員的速度達(dá)最大v_m=at₁=4 m／s    

(2)由圖像可知，1s末—3s末下滑演員做勻加速運(yùn)動(dòng)，末速度為零。則桿長(zhǎng)為L(zhǎng)=v_m(t₁+t₂)=×4×(1+2)m=6m