Question

【題目】如圖甲所示為學校操場上一質量不計的豎直滑竿，滑竿上端固定，下端懸空。為了研究學生沿竿的下滑情況，在竿頂部裝有一拉力傳感器，可顯示竿頂端所受拉力的大小。現有一質量為50kg的學生（可視為質點）從上端由靜止開始滑下，3s末滑到竿底時速度恰好為零。以學生開始下滑時刻為計時起點，傳感器顯示的拉力隨時間變化情況如圖乙所示，取g=10m/s2，則 ( )

A. 該學生下滑過程中的最大速度是3m/s

B. 該學生下滑過程中的最大速度是6m/s

C. 滑桿的長度是6m

D. 滑桿的長度是3m

Answer 1

【答案】C

【解析】由圖讀出人的重力G=500N．在0-1s內，人的重力大于摩擦力，人做勻加速運動，1-3s內，人的重力小于摩擦力，人做勻減速運動，則在t=1s末人的速度最大．設在0-1s內人的加速度大小分別為a，根據牛頓第二定律有：G-F1=ma，得到： ，t=1s末人的速度最大，最大速度為：vmax=at1=4×1m/s=4m/s，故AB錯誤；人在0-1s內位移為：x1=at12=×2.4×12=1.2m，人在1-3s時間內的位移為： ，所以滑桿的長度為L=x1+x2=6m，故C錯誤，D正確．故選D．