Question

【題目】某馬戲團演員做滑桿表演時，所用豎直滑桿的上端通過拉力傳感器固定在支架上，下端懸空，滑桿的質量為20 kg。從演員在滑桿上端做完動作時開始計時，演員先在桿上靜止了0.5 s，然后沿桿下滑，3.5 s末剛好滑到桿底端，速度恰好為零，整個過程演員的 圖象和傳感器顯示的拉力隨時間的變化情況分別如圖甲、乙所示，取重力加速度g=10m／s2，則下列說法正確的是

A. 演員在1.0 s時的加速度大小為2m／s2 B. 滑桿的長度為5.25 m

C. 傳感器顯示的最小拉力為420 N D. 3.5 s內演員損失的機械能為2700 J

Answer 1

【答案】D

【解析】

根據圖象可明確演員的運動情況，明確加速度的方向，再根據v-t圖象與時間軸的面積可表示位移；根據牛頓第二定律可確定桿受到的拉力．3.5 s內演員速度不變，減小的重力勢能等于損失的機械能。

A. 由v-t圖像可知，演員在1.0 s時的加速度大小a= m／s2=3m／s2，故A錯誤；

B.vt圖象的面積表示位移，則可知，總長度x= ×3×3=4.5m，故B錯誤；

C. 兩圖結合可知，靜止時，傳感器示數為800N，除去桿的重力200N，演員的重力就是600N，在演員加速下滑階段，處于失重狀態，桿受到的拉力最小，由牛頓第二定律得：mgF1=ma，

解得：F1=420N，加上桿的重力200N，可知桿受的拉力為620N，故C錯誤；

D. 3.5 s內演員速度不變，減小的重力勢能等于損失的機械能為△E=mgh=600×4.5J=2700J，故D正確。

故選：D.