Question

在消防演習(xí)中，消防隊員從一根豎直的長直輕繩上由靜止滑下，經(jīng)一段時間（2.5s）落地．為了獲得演習(xí)中的一些數(shù)據(jù)，以提高訓(xùn)練質(zhì)量，研究人員在輕繩上端安裝一個力傳感器并與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)相連接，用來記錄消防隊員下滑過程中輕繩受到的拉力與消防隊員重力的比值隨時間變化的情況．已知某隊員在一次演習(xí)中的數(shù)據(jù)如圖所示，求該消防隊員在下滑過程中的最大速度和落地速度各是多少？（取g=10m/s2）

Answer 1

考點：

牛頓第二定律；勻變速直線運(yùn)動的速度與時間的關(guān)系．版權(quán)所有
專題：	牛頓運(yùn)動定律綜合專題．
分析：	根據(jù)圖象讀出繩子的拉力與消防隊員的重力之比，分析消防隊員的運(yùn)動情況，根據(jù)牛頓第二定律求出加速度，由速度公式求出最大速度和落地的速度．
解答：	解：該消防隊員先在t1=1s時間內(nèi)以a1勻加速下滑．然后在t2=1.5s時間內(nèi)以a2勻減速下滑． 前1s內(nèi)，由牛頓第二定律得：    mg﹣F1=ma1 得，a1=g﹣=4m/s2 所以最大速度vm=a1t1 代入數(shù)據(jù)解得：vm=4m/s 后1.5s由牛頓第二定律得：    F2﹣mg=ma2 得，a2=﹣g=2m/s2 隊員落地時的速度v=vm﹣a2t2 代入數(shù)據(jù)解得：v=1m/s 答：該消防隊員在下滑過程中的最大速度和落地速度各是4m/s和1m/s．
點評：	本題是動力學(xué)第一類問題：已知受力情況確定運(yùn)動情況．也可以通過作速度圖象進(jìn)行分析和計算．